本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種單點紅外全景監測電氣設備的方法及系統。

背景技術：

在眾多的停電事故中，因設備局部過熱引起的故障時有發生，因此，對電氣設備溫度的監測管理一直是電網企業的常規工作。電網中存在著數量眾多的接頭，為保證連接的可靠性，過去常采用“測直阻法”和“貼溫度標簽法”。隨著電壓等級的提高，這兩種方法表現出明顯的局限性。

為了減少停電預防性試驗的時間和次數，并在運行中及時發現設備發熱缺陷，提高供電可靠性，國外在上個世紀80年代就開始研究紅外測溫技術在電力系統的應用，但限于當時紅外探測器件的水平，應用基本被擱淺。近年來，大面陣的紅外焦平面技術的發展，國內外很多電力系統均配備了紅外熱像儀，工作人員采用紅外熱像儀對變電站設備進行溫度測量；還有采用非接觸式紅外被動熱成像方式實現電氣設備溫度監測，紅外成像技術具有非接觸感知、獲取信息量豐富、抗干擾能力強等特點，在電站系統中對電氣設備感知、目標探測、設備工作狀態監控等領域有著廣泛的應用。

但是，紅外熱像儀只能通過人工操作，對變電設備進行逐點測溫，操作冗長，無法對電力系統進行全自動、全天候的在線監測系統；而且常規紅外視覺系統存在監視視場狹小，無法監測電氣設備的全景，在變電站現場布置使用過程中受到諸多制約。

技術實現要素：

本發明提供了一種單點紅外全景監測電氣設備的方法及系統，以解決現有技術中存在的無法全自動、全天候在線監測和監視視場狹小的問題。

第一方面，本發明提供了一種單點紅外全景監測電氣設備的方法，所述方法包括：

控制flir(菲力爾)相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，其中，0°＜θ≤60°；

獲取所述單點紅外圖像；

當獲得的所述單點紅外圖像的數量為n時，控制所述flir相機停止拍攝圖像，其中n≥6；

對所述單點紅外圖像進行預處理，并保存和顯示預處理后的單點紅外圖像；

將n幅所述預處理后的單點紅外圖像進行拼接處理，獲得全景紅外圖像；

對所述全景紅外圖像進行圖像處理，并保存和顯示處理后的全景紅外圖像。

可選的，所述對所述單點紅外圖像進行預處理，并保存和顯示預處理后的單點紅外圖像，具體包括：

將獲得的所述單點紅外圖像進行大小和去燥處理；

按照獲得所述單點紅外圖像的先后順序對所述預處理后的單點紅外圖像進行編號；

保存和顯示所述預處理后的單點紅外圖像。

可選的，所述對所述全景紅外圖像進行圖像處理，并保存和顯示處理后的全景紅外圖像，具體包括：

對所述全景紅外圖像進行顏色空間轉換、圖像大小變換、對比度和明暗度的調整、顏色校正、對比度增強和圖像變換處理；

按照獲得所述全景紅外圖像的先后順序對所述處理后的全景紅外圖像進行編號；

保存和顯示所述處理后的全景紅外圖像。

第二方面，基于本發明提供的單點紅外全景監測電氣設備的方法，本發明還提供一種單點紅外全景監測電氣設備的系統，所述系統包括：

電機驅動模塊：用于控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，并當獲得的所述單點紅外圖像的數量為n時，控制所述flir相機停止拍攝圖像，其中，0°＜θ≤60°，n≥6；

紅外圖像采集模塊：用于獲取所述單點紅外圖像；

采集圖像接口模塊：用于傳輸所述單點紅外圖像；

采集圖像處理模塊：用于接收所述單點紅外圖像，對所述單點紅外圖像進行大小和去燥預處理，對預處理后的單點紅外圖像進行編號，并保存所述預處理后的單點紅外圖像；

圖像拼接模塊：用于將n幅所述預處理后的單點紅外圖像進行拼接處理，獲得全景紅外圖像；

拼接圖像接口模塊：用于傳輸所述全景紅外圖像；

拼接圖像處理模塊：用于接收所述全景紅外圖像，對所述全景紅外圖像進行圖像處理，對處理后的全景紅外圖像進行編號，并保存處理后的全景紅外圖像；

圖像顯示模塊：用于顯示所述預處理后的單點紅外圖像和處理后的全景紅外圖像。

本發明提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本發明提供一種單點紅外全景監測電氣設備的方法及系統，通過電機驅動模塊控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，當單點紅外圖像的數量為n時，電機驅動模塊控制flir相機停止拍攝圖像，紅外圖像采集模塊獲取單點紅外圖像，根據電氣設備的單點紅外圖像獲得電氣設備該點的溫度信息；采集圖像處理模塊對獲得的單點紅外圖像進行圖像預處理，保存和顯示預處理后的單點紅外圖像，方便獲取電氣設備單點的溫度信息；圖像拼接模塊將n幅單點紅外圖像進行拼接，得到全景紅外圖像，拼接圖像處理模塊對全景紅外圖像進行一系列圖像處理，使得全景紅外圖像更清晰，保存和顯示處理后的全景紅外圖像，方便全景監測電氣設備的溫度。本發明提供的單點紅外全景監測電氣設備的系統實現了全自動、全天候的在線監測電氣設備的溫度，同時驅動flir相機旋轉拍攝圖像，獲得全景紅外圖像，實現了全景監測電氣設備的溫度，從而解決電氣設備因溫度過熱引起的故障。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種單點紅外全景監測電氣設備的方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種單點紅外全景監測電氣設備的方法中步驟s400的詳細流程示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種單點紅外全景監測電氣設備的方法中步驟s600的詳細流程示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種單點紅外全景監測電氣設備的系統的結構示意圖；

圖1-圖4符號表示：

1-電機驅動模塊，2-紅外圖像采集模塊，3-采集圖像接口模塊，4-采集圖像處理模塊，5-圖像拼接模塊，6-拼接圖像接口模塊，7-拼接圖像處理模塊，8-圖像顯示模塊。

具體實施方式

參見圖1，為本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的方法流程圖。

s100：控制flir(菲力爾)相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，其中，0°＜θ≤60°。

具體地，開機啟動系統，系統控制flir相機旋轉拍攝圖像，并且每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像。flir相機是一種紅外相機，拍攝的紅外圖像可以直觀顯示出測量區域內的溫度分布情況，方便快速直觀地發現隱藏的故障點，提高檢測效率。優選地，可根據電氣設備的不同選擇不同的旋轉角度θ。

s200：獲取所述單點紅外圖像。

具體地，系統與flir相機連接，直接獲取flir相機拍攝的電氣設備的單點紅外圖像，方便系統對單點紅外圖像進一步處理，實現電氣設備的溫度監測。

s300：當獲得的所述單點紅外圖像的數量為n時，控制所述flir相機停止拍攝圖像，其中n≥6。

具體地，系統控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，獲取不同角度的單點紅外圖像，當拍攝了電氣設備全部角度的單點紅外圖像后，系統控制flir相機停止拍攝圖像，防止重復拍攝電氣設備的紅外圖像。flir相機旋轉角度為0°＜θ≤60°，為確保拍攝整個電氣設備，拍攝的單點紅外圖像的數量n≥6。優選的，本實施例以六幅為例，當獲得的單點紅外圖像的數量為6時，系統控制flir相機停止拍攝圖像。

s400：對所述單點紅外圖像進行預處理，并保存和顯示預處理后的單點紅外圖像。

具體地，對獲取的單點紅外圖像進行預處理，使得單點紅外圖像更清晰地顯示電氣設備的溫度分布情況。對單點紅外圖像進行預處理的具體方法如圖2所示：

s401：將獲得的所述單點紅外圖像進行大小和去燥處理。

s402：按照獲得所述單點紅外圖像的先后順序對所述預處理后的單點紅外圖像進行編號。

s403：保存和顯示所述預處理后的單點紅外圖像。

具體地，對獲取的單點紅外圖像進行大小和去燥處理，放大單點紅外圖像，單點紅外圖像在傳輸過程中常受到外部環境噪聲干擾的影響，去除圖像中噪聲的過程稱為圖像去燥。為方便識別單點紅外圖像的拍攝順序，對單點紅外圖像進行編號。完成一系列操作后，保存預處理后的單點紅外圖像。為方便工作人員了解電氣設備的溫度分布情況，提取保存的單點紅外圖像，根據溫度分布情況，識別故障發生位置或預防故障發生，實現電氣設備的在線監測。

s500：將n幅所述預處理后的單點紅外圖像進行拼接處理，獲得全景紅外圖像。

具體地，提取n幅預處理后的單點紅外圖像，且將n幅圖片進行拼接處理，形成一幅全景紅外圖像，該全景紅外圖像顯示了整個電氣設備的溫度分布情況。優選的，本實施例以六幅圖像為例，提取六幅預處理后的單點紅外圖像，將六幅單點紅外圖像拼接在一起，形成一幅全景紅外圖像。

s600：對所述全景紅外圖像進行圖像處理，并保存和顯示處理后的全景紅外圖像。

具體地，對形成的全景紅外圖像進行一系列圖像處理，獲得更清晰地全景紅外圖像，方便工作人員識別電氣設備的溫度分布情況。對全景紅外圖像進行圖像處理的具體方法如圖3所示：

s601：對所述全景紅外圖像進行顏色空間轉換、圖像大小變換、對比度和明暗度的調整、顏色校正、對比度增強和圖像變換處理。

s602：按照獲得所述全景紅外圖像的先后順序對所述處理后的全景紅外圖像進行編號。

s603:保存和顯示所述處理后的全景紅外圖像。

具體地，在數字圖像處理過程中，為了提高處理的效率和精度，需要根據實際應用環境選擇合適的顏色空間，顏色空間指的是某個三維顏色空間中的一個可見光子集，它包含某個色彩域的所有顏色，顏色空間可用于表示色彩之間的相互關系。與灰度圖像相比，彩色圖像提供了更豐富的信息，既避免了信息不足的問題，又可以更有效地增強或復原圖像，簡化目標的區分及從場景中抽取目標，有利于人工圖像分析。數字圖像處理中常用的顏色空間有rgb、cmy/cmyk、yuv和his等。

圖像大小變換改變圖像的大小，對紅外圖像進行縮放調節,方便更清晰地顯示該紅外圖像。很多時候，圖像被過度曝光顯得很白，或者光線不足顯得很暗，這個時候可以通過調節圖像的兩個基本屬性—亮度與對比度來獲得整體效果的提升，從而得到質量更高的圖像。顏色校正就是校正圖像的偏色，確保圖像的色彩能夠被較為精確地再現出拍攝現場看到的情況。當圖像成像時曝光不足或過度，或由于成像設備的非線性和圖像記錄設備動態范圍太窄等因素，都會產生對比度不足的弊病，使圖像中的細節分辨不清，因此對圖像進行對比度增強處理，提高圖像的清晰度。

對全景紅外圖像進行一系列圖像處理，提高全景紅外圖像的清晰度，提高圖像中細節的分辨率，更清楚地顯示電氣設備的溫度分布情況。對全景紅外圖像進行一系列圖像處理之后，按照獲得全景紅外圖像的先后順序對處理后的全景紅外圖像進行編號，方便識別不同時間的電氣設備的溫度分布情況。

完成一系列操作后，保存處理后的全景紅外圖像。為方便工作人員了解整個電氣設備的溫度情況，提取保存的全景紅外圖像，根據全景紅外圖像識別整個電氣設備的故障發生位置或預防故障發生，實現電氣設備的全景在線監測。

當n幅單點紅外圖像拼接成一幅全景紅外圖像，并顯示全景紅外圖像之后，控制flir相機繼續旋轉拍攝電氣設備的單點紅外圖像，重復上述監測方法，實現電氣設備的全自動、全天候的監測。

本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的方法包括：控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像；獲取單點紅外圖像；當獲得的單點紅外圖像的數量為n時，控制flir相機停止拍攝圖像；對單點紅外圖像進行預處理，并保存和顯示預處理后的單點紅外圖像，根據預處理后的單點紅外圖像顯示電氣設備某點的溫度分布情況；將n幅預處理后的單點紅外圖像進行拼接處理，獲得全景紅外圖像；對全景紅外圖像進行圖像處理，并保存和顯示處理后的全景紅外圖像，根據處理后的全景紅外圖像顯示整個電氣設備的溫度分布情況。該檢測電氣設備的方法通過控制flir相機旋轉拍攝電氣設備不同角度的紅外圖像，擴大監視視場，將連續的單點紅外圖像拼接成全景紅外圖像，實現全景監測電氣設備的溫度分布情況；還有連續全景在線監測電氣設備，實現對電力設備的全自動、全天候在線監測。

基于本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的方法，本發明實施例還提供了一種單點紅外全景監測電氣設備的系統。

參見圖4，為本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的系統的基本結構。

本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的系統包括電機驅動模塊1、紅外圖像采集模塊2、采集圖像接口模塊3、采集圖像處理模塊4、圖像拼接模塊5、拼接圖像接口模塊6、拼接圖像處理模塊7和圖像顯示模塊8，其中：

電機驅動模塊1，用于控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，并當獲得的單點紅外圖像的數量為n時，控制flir相機停止拍攝圖像，其中，0°＜θ≤60°，n≥6。

拍攝電氣設備紅外圖像的flir相機固定安裝在云臺上，電機驅動模塊1驅動電機工作，電機驅動云臺轉動，從而云臺上的flir相機旋轉，拍攝電氣設備不同角度的紅外圖像。

紅外圖像采集模塊2，用于連接flir相機，采集flir相機拍攝的電氣設備的單點紅外圖像，且紅外圖像采集模塊2每250ms進行一次采集。當采集到的單點紅外圖像的數量為n時，flir相機停止拍攝圖像，此時紅外圖像采集模塊2停止采集圖像。

采集圖像接口模塊3，用于傳輸單點紅外圖像。紅外圖像采集模塊2將采集到的單點紅外圖像傳輸至采集圖像接口模塊3，采集圖像接口模塊3將單點紅外圖像傳輸至采集圖像處理模塊4。

采集圖像處理模塊4，用于接收采集圖像接口模塊3傳輸的單點紅外圖像，對單點紅外圖像進行大小和去燥等圖像預處理，對預處理后的單點紅外圖像進行編號，并保存預處理后的單點紅外圖像，以便隨時提取。

圖像拼接模塊5，用于提取采集圖像處理模塊4的n幅單點紅外圖像，且將n幅單點紅外圖像進行拼接處理，獲得全景紅外圖像。當獲取的單點紅外圖像的數量為n時，電機驅動模塊1控制電機停止旋轉且紅外圖像采集模塊2停止采集圖像，同時圖像拼接模塊5開始拼接n幅單點紅外圖像。

拼接圖像接口模塊6，用于傳輸全景紅外圖像。圖像拼接模塊5將拼接好的全景紅外圖像傳輸至拼接圖像接口模塊6，拼接圖像接口模塊6將全景紅外圖像傳輸至拼接圖像處理模塊7。

拼接圖像處理模塊7，用于接收拼接圖像接口模塊6傳輸的全景紅外圖像，對全景紅外圖像進行顏色空間轉換、圖像大小變換、對比度和明暗度的調整、顏色校正、對比度增強和圖像變換處理，提高全景紅外圖像的清晰度。對全景紅外圖像進行圖像處理后，對處理后的全景紅外圖像進行編號，并保存處理后的全景紅外圖像，以便隨時提取。

圖像顯示模塊8，用于顯示預處理后的單點紅外圖像和處理后的全景紅外圖像，以供工作人員識別電氣設備的單點溫度分布情況和整個電氣設備的溫度分布情況，從而發現電氣設備的故障位置或易發生故障的位置，做到準確定位故障位置或預防故障發生。

本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的系統工作流程如下：

當系統運行起來之后，紅外圖像采集模塊2連接flir相機，采集flir相機拍攝的電氣設備的單點紅外圖像，同時，觸發電機驅動模塊1驅動電機旋轉，控制flir相機每旋轉θ角拍攝一次電氣設備的單點紅外圖像，每當采集到n幅單點紅外圖像，電機驅動模塊1控制flir相機停止拍攝圖像，且紅外圖像采集模塊2停止采集圖像，同時圖像拼接模塊5開始進行圖像拼接。采集圖像接口模塊3將單點紅外圖像傳輸至采集圖像處理模塊4，對單點紅外圖像進行大小和去燥預處理，并通過圖像顯示模塊8實時顯示預處理后的單點紅外圖像。當采集到n幅單點紅外圖像后，圖像拼接模塊5將n幅單點紅外圖像拼接成一幅全景紅外圖像，并通過拼接圖像接口模塊6將全景紅外圖像傳輸至拼接圖像處理模塊7，對全景紅外圖像進行一系列圖像處理，并通過圖像顯示模塊8實時顯示處理后的全景紅外圖像。當完成圖像拼接處理且顯示之后，觸發電機驅動模塊1和紅外圖像采集模塊2，繼續上述工作流程進行圖像采集與拼接處理并顯示。

從上述實施例可以看出，本發明實施例提供的單點紅外全景監測電氣設備的系統采用電機驅動模塊使flir相機旋轉，獲取整個電氣設備的一系列紅外圖像；通過紅外圖像采集模塊、采集圖像接口模塊、采集圖像處理模塊、圖像拼接模塊、拼接圖像接口模塊、拼接圖像處理模塊和圖像顯示模塊實現采集圖像和拼接圖像，并實時顯示圖像；通過圖像拼接模塊進行拼接融合得到周圍全部視場的全景紅外圖像，實現了電氣設備的全天候實時監測。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里發明的公開后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

以上所述的本發明實施方式并不構成對本發明保護范圍的限定。