一种用无人机巡检的变压器故障检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，该方法通过无人机巡检采集变压器表面的红外图像和RGB表面图像，识别出偏移像素点；获取图像采集时的大气透过率；获取偏差角度，结合图像采集时的相机参数、相机与变压器之间的实际距离、变压器的长度数据以及无人机的抖动速度获取抖动偏移量，进而获取去抖动亮度；获取偏移像素点的角度偏移量；获取偏移像素点的清晰程度，基于不同的清晰程度计算对应的偏差补偿值；对每个偏移像素点依据偏差补偿值进行亮度补偿得到补偿图像；对补偿图像进行变压器故障检测。本发明专利技术能够得到准确的变压器故障检测结果，识别出变压器的故障位置。识别出变压器的故障位置。识别出变压器的故障位置。

【技术实现步骤摘要】
一种用无人机巡检的变压器故障检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种用无人机巡检的变压器故障检测方法。

技术介绍

[0002]变压器长期不间断的使用，会导致变压器发生损坏，变压器轻微的损坏短时间内还可以继续使用，但存在故障的区域会发生局部高热，可以根据变压器故障的局部发热的特征对变压器进行故障检测。
[0003]目前主要是通过无人机巡航采集变压器的红外图像，根据得到的红外图像中的特征进行分析，通过图像中温度的局部差异判断变压器是否发生故障。而实际通过无人机采集变压器的红外图像判断变压器是否故障时，无人机在采集的过程中常常会受到环境的影响产生抖动以及采集的视角存在偏差，导致采集的红外热图像中温度区域产生偏差，无法对变压器的故障检测提供有效的保障，导致变压器故障检测精准度较低。目前存在对红外图像进行补偿以使图像信息更精确的技术，但是现有技术在对红外图像进行补偿时，往往通过距离对色彩进行补偿，若图像采集时无人机抖动，此时的图像可能较为模糊，红外图像中的温度区域偏差较为复杂，仅通过距离补偿无法精确补偿图像信息，依然无法对变压器进行有效的故障检测。

技术实现思路

[0004]为了解决无人机采集变压器的红外图像温度偏差补偿不精确的问题，本专利技术提供一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，该方法包括以下步骤：通过无人机巡检采集变压器表面的红外图像和RGB表面图像，识别出变压器对应的像素点作为偏移像素点；获取图像采集时的大气透过率；所述红外图像中每个像素值为对应像素点的亮度值；基于表面图像中变压器的边缘方向获取偏差角度，结合图像采集时的相机参数、相机与变压器之间的实际距离、变压器的长度数据以及无人机的抖动速度获取所有偏移像素点的抖动偏移量，进而获取偏移像素点抖动后的位置，以偏移像素点抖动前后位置上的亮度值之差的绝对值作为去抖动亮度；以距离相机最近的像素点作为基准点，基于每个偏移像素点与基准点之间的距离以及所述偏差角度获取该偏移像素点的角度偏移量；根据偏移像素点邻域区域内相邻像素点之间的像素值差异获取对应的清晰程度，当清晰程度小于预设阈值时，基于偏移像素点的去抖动亮度和其他数据获取偏差补偿值；当清晰程度不小于预设阈值时，基于偏移像素点的亮度值和其他数据获取偏差补偿值；所述其他数据包括相机与变压器之间的实际距离、角度偏移量和大气透过率；
对每个偏移像素点依据偏差补偿值进行亮度补偿得到补偿图像；对补偿图像进行变压器故障检测。
[0005]优选的，所述偏差角度的获取方法为：以表面图像中变压器底部的边缘与水平方向的夹角作为所述偏差角度。
[0006]优选的，所述抖动偏移量的计算公式为：其中，m表示抖动偏移量，v表示无人机的抖动速度，T表示曝光时间，f表示相机焦距，L表示相机与变压器之间的实际距离，表示所述偏差角度，表示偏差角度的余弦值，表示偏差角度的正弦值，n表示图像中变压器的宽度。
[0007]优选的，所述角度偏移量的获取方法为：以每个偏移像素点所在变压器平面的底部边缘与水平方向的夹角作为对应偏移像素点的偏差角度，以偏移像素点与基准点之间的距离乘上该偏移像素点对应的偏差角度的正弦值作为该偏移像素点的角度偏移量。
[0008]优选的，所述清晰程度的获取方法为：以每个偏移像素点为中心点，构建预设大小的窗口作为对应的所述邻域区域，计算邻域区域内每两个相邻像素点的像素值的差值，以及所有差值之和，计算邻域区域内每个像素点对应的差值与所述差值之和的差并求平方作为变化差异，以邻域区域内所有像素点对应的变化差异的平方作为邻域区域中心点的清晰程度。
[0009]优选的，所述偏差补偿值的获取方法为：当清晰程度小于预设阈值时，偏差补偿值的计算公式为：，其中，表示第i个偏移像素点的偏差补偿值，表示第i个偏移像素点对应的去抖动亮度，表示大气透过率，表示第i个偏移像素点的角度偏移量，L表示相机与变压器之间的实际距离；当清晰程度不小于预设阈值时，偏差补偿值的计算公式为：，其中，表示第i个偏移像素点的亮度值。
[0010]优选的，所述补偿图像的获取方法为：将每个偏移像素点的亮度值加上对应的偏移补偿值，得到补偿亮度值并替换原来的亮度值，得到所述补偿图像。
[0011]优选的，所述对补偿图像进行变压器故障检测，包括：获取补偿图像的灰度图像，通过最大熵阈值法获取灰度图像的最佳阈值，将灰度图像中灰度值大于最佳阈值的像素点标记为故障像素点，完成故障检测。
[0012]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：通过获取偏移像素点的抖动偏移量来获取偏移像素点抖动后的位置，然后计算去抖动亮度，能够排除无人机抖动对亮度造成的干扰；再通过图像采集的偏差角度以及每个像素点的位置获取角度偏移量，以便后续排除拍摄角度造成的影响；通过获取每个偏移像
素点的清晰程度判断该偏移像素点是否清晰，若不够清晰，说明出现了抖动造成的模糊，此时利用去抖动亮度进行偏差补偿值的计算，若足够清晰，直接以原本的亮度进行偏差补偿值的计算，分情况分析，得到更加准确的偏差补偿值；利用偏差补偿值对对应的偏移像素点进行亮度补偿得到补偿图像，该补偿图像能够排除无关因素的影响，准确体现变压器的温度情况，对补偿图像进行故障检测，能够得到准确的检测结果，识别出变压器的故障位置。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0014]图1为本专利技术一个实施例提供的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0015]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0016]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0017]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法的具体方案。
[0018]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：步骤S001，通过无人机巡检采集变压器表面的红外图像和RGB表面图像，识别出变压器对应的像素点作为偏移像素点；获取图像采集时的大气透过率；红外图像中每个像素值为对应像素点的亮度值。
[0019]具体的步骤包括：通过无人机进行巡航检测，在无人机上安装红外热力相机设备，在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过无人机巡检采集变压器表面的红外图像和RGB表面图像，识别出变压器对应的像素点作为偏移像素点；获取图像采集时的大气透过率；所述红外图像中每个像素值为对应像素点的亮度值；基于表面图像中变压器的边缘方向获取偏差角度，结合图像采集时的相机参数、相机与变压器之间的实际距离、变压器的长度数据以及无人机的抖动速度获取所有偏移像素点的抖动偏移量，进而获取偏移像素点抖动后的位置，以偏移像素点抖动前后位置上的亮度值之差的绝对值作为去抖动亮度；以距离相机最近的像素点作为基准点，基于每个偏移像素点与基准点之间的距离以及所述偏差角度获取该偏移像素点的角度偏移量；根据偏移像素点邻域区域内相邻像素点之间的像素值差异获取对应的清晰程度，当清晰程度小于预设阈值时，基于偏移像素点的去抖动亮度和其他数据获取偏差补偿值；当清晰程度不小于预设阈值时，基于偏移像素点的亮度值和其他数据获取偏差补偿值；所述其他数据包括相机与变压器之间的实际距离、角度偏移量和大气透过率；对每个偏移像素点依据偏差补偿值进行亮度补偿得到补偿图像；对补偿图像进行变压器故障检测。2.根据权利要求1所述的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，其特征在于，所述偏差角度的获取方法为：以表面图像中变压器底部的边缘与水平方向的夹角作为所述偏差角度。3.根据权利要求1所述的一种用无人机巡检的变压器故障检测方法，其特征在于，所述抖动偏移量的计算公式为：其中，m表示抖动偏移量，v表示无人机的抖动速度，T表示曝光时间，f表示相机焦距，L表示相机与变压器之间的实际距离，表示所述偏差角度，表示偏差角度的余弦值，表示偏差角度的正弦值，n表示图像中变压器的宽度。4.根据权利要求2所述的一种用无人机巡检...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尔奎，黄雅婷，肖正峰，侯颜军，毕永丽，曹振华，
申请(专利权)人：山东华尚电气有限公司，
类型：发明
国别省市：