基于红外图像的变电站测温点自动识别方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于红外图像的变电站测温点自动识别方法和装置。所述方法包括：采集待监测变电站测温点的待检测红外图像；利用类型评价模型确定所述待检测红外图像的类型，所述类型包括特征突出型红外图像和非特征突出型红外图像；当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点；当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉、数字图像处理和模式识别
，具体地说涉及一种基于红外图像的变电站测温点自动识别方法和装置。
技术介绍
随着电网的不断扩建和飞速发展，电力设备安全保障问题日益突出，传统的人工巡检方式，受巡视人员劳动强度、业务水平、精神状态、和责任心等诸多因素的影响，漏检、误检情况时有发生，为国家经济和人民生活带来严重隐患，已越来越难以满足现代社会对变电站安全运行的需要，无人值守和智能巡检将成为变电站发展的必然趋势。利用红外热成像仪的非接触、夜间监控、灵敏度好、诊断效率高等优点，通过智能巡检机器人对高压变电设备发热敏感部位进行红外成像测温与故障报警，是当前的研究热点。根据变电站安全监测的需求，事先确定好待监测的测温点，将这些测温点及相关参数作为预置位提前装订到智能巡检机器人的任务列表中，在任务执行过程中智能巡检机器人进行定点巡检即可。变电站待监测的测温点，通常选择能反映电力设备故障的关键设备或部位，如避雷器、互感器、套管、隔离开关接头、断路器触头等。理想情况下，巡检机器人根据预先装订的测温点进行定点巡检时，红外热像仪以测温点为成像中心采集图像，测温点将位于红外图像的中心位置。然而，实际执行过程中，按预置位对测温点进行红外成像时，受巡检机器人自身定位精度、云台指向精度等多种因素的影响，测温点往往偏离红外图像的中心位置，而且受成像视角精度的影响，所采集的红外图像与理想情况相比也通常存在一定的变形；而且由于误差的随机性，每次巡检时，所采集红外图像的变形程度以及同一测温点的偏离程度也不尽相同，因此，每次巡检时，都需要从采集的红外图像中识别出变电站测温点。此外，变电站测温点涵盖的电力设备种类繁多，外形多种多样，很难从红外图像中提取变电站各类测温点的共同特征，当前多采用人工交互方式，在红外图像中指定或标示出待监测的测温点，这种重复性低效率的工作方式，影响了变电站无人值守和自动化进程的推进。
技术实现思路
为了克服当前红外图像变电站测温点识别技术人工交互繁琐、自动化程度低、劳动重复性强的不足，本专利技术利用计算机视觉、图像处理和模式识别技术，提供一种自动高效的红外图像变电站测温点识别方法和装置。根据本专利技术一方面提供了一种基于红外图像的变电站测温点自动识别方法，包括：采集待监测变电站测温点的待检测红外图像；利用类型评价模型确定所述待检测红外图像的类型，所述类型包括特征突出型红外图像和非特征突出型红外图像；当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点；当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点。其中，所述当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点，包括：提取所述待检测红外图像和所述基准图像的图像特征；利用特征匹配方法获取所述待检测红外图像和所述基准图像之间的对应特征，形成特征同名点对集；所述特征同名点对集包括多个特征同名点对，每个特征同名点对包括所述待测红外图像和所述基准图像的对应特征；利用所述特征同名点对集训练得到所述待检测红外图像和所述基准图像之间的图像变换模型；根据所述图像变换模型和所述基准图像，在所述待测红外图像中识别出变电站测温点区域。其中，所述当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点，包括：在每一尺度和旋转角度参数下，基于滑动窗口方法计算所述基准图像与所述待检测红外图像在对应滑动窗口处的相似度；统计当前尺度和旋转角度参数下、在不同滑动窗口处所述基准图像与红外图像的最大相似度；获取所有尺度和旋转角度参数下，所述基准图像与红外图像的最大相似度，并将对应的滑动窗口位置、尺度和旋转角度参数作为所述基准图像与所述待检测红外图像的最佳匹配参数；根据所述最佳匹配参数，在所述待检测红外图像上识别出所述变电站测温点区域。其中，所述根据所述最佳匹配参数，在所述待检测红外图像上识别出所述变电站测温点区域，包括：根据所述最佳匹配参数，找到所述基准图像四个顶点在所述待检测红外图像中的四个对应顶点，并将所述四个对应顶点连接起来组成的封闭区域，识别为所述待检测红外图像上的变电站测温点区域。其中，所述方法还包括：采集所述待检测变电站测温点的待标定红外图像；对所述待标定红外图像进行预处理；在预处理后的所述待标定红外图像上标定所述待检测变电站测温点的区域，进而生成所述待检测变电站测温点的基准图像。根据本专利技术另一方面，提供了一种基于红外图像的变电站测温点自动识别装置，包括：采集模块，被配置为采集待监测变电站测温点的待检测红外图像；分类模块，被配置为利用类型评价模型确定所述待检测红外图像的类型，所述类型包括特征突出型红外图像和非特征突出型红外图像；第一识别模块，被配置为当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点；第二识别模块，被配置为当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点。其中，所述第一识别模块，包括：提取子模块，被配置为提取所述待检测红外图像和所述基准图像的图像特征；匹配子模块，被配置为利用特征匹配方法获取所述待检测红外图像和所述基准图像之间的对应特征，形成特征同名点对集；所述特征同名点对集包括多个特征同名点对，每个特征同名点对包括所述待测红外图像和所述基准图像的对应特征；求解子模块，被配置为利用所述特征同名点对集求解所述待检测红外图像和所述基准图像之间的图像变换模型；第一识别子模块，被配置为根据所述图像变换模型和所述基准图像，在所述待测红外图像中识别出变电站测温点区域。其中，所述第二识别模块，包括：相似度计算子模块，被配置为在每一尺度和旋转角度参数下，基于滑动窗口方法计算所述基准图像与所述待检测红外图像在对应滑动窗口处的相似度；统计子模块，被配置为统计当前尺度和旋转角度参数下、在不同滑动窗口处所述基准图像与红外图像的最大相似度；获取子模块，被配置为获取所有尺度和旋转角度参数下，所述基准图像与红外图像的最大相似度，并将对应的滑动窗口位置、尺度和旋转角度参数作为所述基准图像与所述待检测红外图像的最佳匹配参数；第二识别子模块，被配置为根据所述最佳匹配参数，在所述待检测红外图像上识别出所述变电站测温点区域。其中，所述第二识别子模块，包括：第三识别子模块，被配置为根据所述最佳匹配参数，找到所述基准图像四个顶点在所述待检测红外图像中的四个对应顶点，并将所述四个对应顶点连接起来组成的封闭区域，识别为所述待检测红外图像上的变电站测温点区域。其中，所述装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外图像的变电站测温点自动识别方法，其特征在于，包括：采集待监测变电站测温点的待检测红外图像；利用类型评价模型确定所述待检测红外图像的类型，所述类型包括特征突出型红外图像和非特征突出型红外图像；当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点；当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外图像的变电站测温点自动识别方法，其特征在于，包括：采集待监测变电站测温点的待检测红外图像；利用类型评价模型确定所述待检测红外图像的类型，所述类型包括特征突出型红外图像和非特征突出型红外图像；当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点；当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述待检测红外图像的类型为特征突出型红外图像时，采用基于特征的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与已知的所述待检测变电站测温点的基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点，包括：提取所述待检测红外图像和所述基准图像的图像特征；利用特征匹配方法获取所述待检测红外图像和所述基准图像之间的对应特征，形成特征同名点对集；所述特征同名点对集包括多个特征同名点对，每个特征同名点对包括所述待测红外图像和所述基准图像的对应特征；利用所述特征同名点对集求解所述待检测红外图像和所述基准图像之间的图像变换模型；根据所述图像变换模型和所述基准图像，在所述待测红外图像中识别出变电站测温点区域。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述待检测红外图像的类型为非特征突出型红外图像时，采用基于区域信息的图像匹配方法，对所述待检测红外图像与所述基准图像进行匹配，以识别所述待检测红外图像中变电站测温点，包括：在每一尺度和旋转角度参数下，基于滑动窗口方法计算所述基准图像与所述待检测红外图像在对应滑动窗口处的相似度；统计当前尺度和旋转角度参数下、在不同滑动窗口处所述基准图像与红外图像的最大相似度；获取所有尺度和旋转角度参数下，所述基准图像与红外图像的最大相似度，并将对应的滑动窗口位置、尺度和旋转角度参数作为所述基准图像与所述待检测红外图像的最佳匹配参数；根据所述最佳匹配参数，在所述待检测红外图像上识别出所述变电站测温点区域。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述最佳匹配参数，在所述待检测红外图像上识别出所述变电站测温点区域，包括：根据所述最佳匹配参数，找到所述基准图像四个顶点在所述待检测红外图像中的四个对应顶点，并将所述四个对应顶点连接起来组成的封闭区域，识别为所述待检测红外图像上的变电站测温点区域。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：采集所述待检测变电站测温点的待标定红外图像；对所述待标定红外图像进行预处理；在预处理后的所述待标定红外图像上标定所述待检测变电站测温点的区域，进而生成所述待检测变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦情，崔晓光，张吉祥，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11