[發明專利]一種長空氣間隙放電高精度同步觀測方法及系統

在審

• 申請號: 202210431921.8
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114814494A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 甘泉;何俊佳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 安徽思沃達知識產權代理有限公司 34220
• 代理人: 趙晶瑩

1.一種長空氣間隙放電高精度同步觀測系統，其特征在于，包括電流檢測模塊、電壓檢測模塊、電場檢測模塊、高速攝像模塊、時間計量模塊、數據處理模塊、影像處理模塊、篩選模塊和匹配模塊；

其中，所述高速攝像模塊與影像處理模塊通過內網連接；所述數據處理模塊與電流檢測模塊、電壓檢測模塊和電場檢測模塊均通過光纖電纜連接。

2.根據權利要求1所述的一種長空氣間隙放電高精度同步觀測系統，其特征在于，所述時間計量模塊用于計量時間數據，并分別發送至數據處理模塊和影像處理模塊；所述電流檢測模塊用于檢測放電電流，生成電流數據；所述電壓檢測模塊用于檢測放電電壓，生成電壓數據；所述電場檢測模塊用于檢測放電電場，生成電場數據；所述數據處理模塊用于處理物理數據，生成階段物理數據，并發送至匹配模塊；其中，所述處理物理數據的具體操作為：

S1、整合同一時間內的電流數據、電壓數據和電場數據，即得多個整合數據；

S2、依據先后順序排序多個整合數據，并對其進行標號；

S3、修正光纖電纜中信號的傳輸延遲，從而修正時間數據，得到精準時間數據，并依據多個整合數據的標號將精準時間數據分別封包至多個整合數據的頂部，即得階段物理數據。

3.根據權利要求2所述的一種長空氣間隙放電高精度同步觀測系統，其特征在于，所述物理數據包括電流數據、電壓數據和電場數據。

4.根據權利要求1所述的一種長空氣間隙放電高精度同步觀測系統，其特征在于，所述高速攝像模塊用于拍攝長空氣間隙放電，生成影像數據，并發送至影像處理模塊；所述影像處理模塊用于處理影像數據，生成影像分數據，并發送至篩選模塊；其中，所述處理影像數據的具體步驟為：

SS1、通過模數轉換器將影像數據分解為圖像幀數據；

SS2、將時間數據分別封包至圖像幀數據頂部，即得影像分數據。

5.根據權利要求1所述的一種長空氣間隙放電高精度同步觀測系統，其特征在于，所述篩選模塊用于篩選影像分數據，生成移動空間坐標數據，具體為：

SSS1、獲取放電球空間坐標；

SSS2、根據長空氣間隙范圍，以放電球空間坐標為起始點建立空間坐標系；

SSS3、在空間坐標系中選擇一個坐標點作為控制點，并將控制點對應高速攝像模塊的成像矩陣中的像素點，依據控制點和像素點進而投影變換和坐標轉換得到成像矩陣中其它像素點的坐標；

SSS4、基于運動分析提取影像分數據中的目標所在像素點，進而導出目標的空間坐標，結合其對應的時間數據，即得移動空間坐標數據；

所述匹配模塊用于匹配階段物理數據和移動空間坐標數據。

6.一種長空氣間隙放電高精度同步觀測方法，其特征在于，該長空氣間隙放電高精度同步觀測方法具體步驟如下：

(1)步驟一：同步啟動時間計量模塊、高速攝像模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和電場檢測模塊；

(2)步驟二：將時間計量模塊計量的時間數據與電流檢測模塊、電壓檢測模塊和電場檢測模塊檢測的電流數據、電壓數據和電場數據均導入數據處理模塊，再由數據處理模塊整合出物理數據，并根據修正后的精準時間數據得出階段物理數據；

(3)步驟三：在步驟二進行的同時，高速攝像模塊將影像數據發送至影像處理模塊，使得影像處理模塊分解影像數據，并根據時間數據形成影像分數據；

(4)步驟四：再由篩選模塊建立高速攝像模塊各像素點對應的空間坐標，再對步驟三中所述的影像分數據進行運動分析，得到移動目標的像素點，進而可導出目標的空間坐標，并結合時間數據得到移動空間坐標數據；

(5)步驟五：匹配模塊爬取階段物理數據中的精準時間數據，并依據精準時間數據匹配移動空間坐標數據中的時間數據，從而使相同時間范圍內的階段物理數據和移動空間坐標數據結合，完成同步觀測。