一种用于变电站红外点云的精确测温方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于变电站红外点云的精确测温方法及系统，包括：构建变电站激光点云模型；获取所述变电站激光点云模型中不同材质的设备部件的辐射率属性；采集不同测量点变电站设备表面的红外图片和同时刻的激光点云和环境数据；将所述红外图片的温度信息映射到所述变电站激光点云模型上，构建变电站红外点云模型；1利用所述设备部件的辐射率属性、激光点云、环境数据和距离权重，对所述变电站红外点云模型中设备表面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温。提升变电站红外点云测温的准确性。测温的准确性。测温的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于变电站红外点云的精确测温方法及系统


[0001]本专利技术涉及红外点云的精确测温技术，具体涉及一种于变电站红外点云的精确测温方法及系统。

技术介绍

[0002]随着中国经济不断发展，各行各业对电力的需求不断增加，电力成为能源行业中发展最快的行业之一，构建新型电力系统是能源转型的重要发展方向。变电站作为电能传输的重要节点，保障变电设备安全稳定运行是支撑新型电力系统可靠运行的基石。但目前在运变电站数量已经超过4万座，规划新增变电站超过7000座，变电站运维人员工作量饱和，很难提升变电站巡检频次以保证变电设备运维可靠性。2019年11月，泉城站主变爆燃造成的设备和人身伤亡事故是因为主变防火墙内未部署红外测温装置，人员在轻瓦斯动作后进入现场取油，主变爆燃导致的人身伤亡事故。红外测温是获取设备运行状态的最常用手段，变电站巡视中超过10％的巡视点位是设备测温，但目前存在以下问题：1)巡检机器人搭载的红外热成像相机或红外云台的测温精度通常在
±
1℃，对于电压致热型缺陷很难及时有效发现；2)巡检机器人搭载的红外热成像相机或红外云台测温缺少目标的距离信息、目标的材质信息，采集的红外图谱无法进行温度校正；3)大量变电站都有激光点云模型，但点云数据没有被充分利用，仅用于三维可视化展示。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提供一种用于变电站红外点云的精确测温方法，包括：
[0004]构建变电站激光点云模型；获取所述变电站激光点云模型中不同材质的设备部件的辐射率属性；/>[0005]采集不同测量点变电站设备表面的红外图片和同时刻的激光点云和环境数据；
[0006]将所述红外图片的温度信息映射到所述变电站激光点云模型上，构建变电站红外点云模型；
[0007]利用所述设备部件的辐射率属性、激光点云、环境数据和距离权重，对所述变电站红外点云模型中设备表面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温。
[0008]进一步的，构建变电站激光点云模型，包括：
[0009]通过多站式激光雷达扫描变电站，获取变电站设备的激光点云；
[0010]将所述激光点云进行拼接，构建变电站激光点云模型。
[0011]进一步的，获取所述变电站激光点云模型中不同材质的设备部件的辐射率属性，包括：
[0012]将所述变电站激光点云模型按照设备部件进行划分；
[0013]按照设备部件的材质给划分后的点云赋予不同辐射率的属性。
[0014]进一步的，采集不同测量点变电站设备表面的红外图片和同时刻的激光点云和环境数据，包括：
[0015]标定变电站内多个检机器人搭载的红外热成像相机的内外参数和畸变参数；
[0016]标定变电站内多个巡检机器人搭载的红外热成像相机与激光雷达的相对空间位置；
[0017]通过巡检机器人的定位模块和激光雷达，获取巡检机器人的精确定位；
[0018]通过改变巡检机器人与变电设备之间的距离和角度，巡检机器人搭载的红外热成像相机，同时采集不同测量点变电站设备表面的红外图片，以及同时刻的激光点云和包括温度、湿度和风速在内的环境数据。
[0019]进一步的，利用所述设备部件的辐射率属性、激光点云、环境数据和距离权重，对所述变电站红外点云模型中设备表面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温，包括：
[0020]利用所述设备部件的辐射率属性、同步采集的激光点云和环境数据，实现设备表面温度的校正；
[0021]不同测量点获取的设备表面温度通过距离权重更新至红外点云模型，实现精确测温。
[0022]本专利技术同时提供一种用于变电站红外点云的精确测温系统，包括：搭载红外热成像相机的变电站巡检机器人和上位机；其中：搭载红外热成像相机的变电站巡检机器人，包括：运动模块，同步时钟模块，激光雷达模块，红外热成像相机模块，云台及码盘模块，定位模块，机器人控制模块，机器人通讯模块；上位机，包括：上位机通讯模块，红外点云数据处理模块；
[0023]红外热成像相机模块，用于采集变电站的电磁波成像，反映设备表面温度分布；
[0024]激光雷达模块，用于发射和接收不同波长的电磁波，通过所述电磁波反映设备外观空间形状，同时用于巡检机器人的精确定位；
[0025]运动模块，用于巡检机器人水平不同方向移动；
[0026]云台及码盘模块，用于红外热成像相机模块的姿态调整；
[0027]定位模块，用于巡检机器人在变电站的空间粗定位；
[0028]同步时间模块，用于发送同步指令，实现不同模块的同步数据采集；
[0029]机器人通讯模块，用于传输巡检机器人的空间位置、云台姿态、激光点云、红外图像数据至上位机，可按需配置有线传输或无线传输协议；
[0030]机器人控制模块，用于接收巡检任务，控制运动和数据采集，回传巡检机器人状态和数据；
[0031]上位机通讯模块，用于接收巡检机器人通讯模块传输的数据；
[0032]红外点云数据处理模块，用于构建变电站红外点云模型，将不同测量点获取的设备表面温度通过距离权重更新至所述变电站红外点云模型，变电站红外点云的精确测温。
[0033]进一步的，还包括：
[0034]激光雷达模块，通过多站式激光雷达扫描变电站，获取变电站设备的激光点云；
[0035]将所述激光点云进行拼接，构建变电站激光点云模型。
[0036]进一步的，还包括：
[0037]红外点云数据处理模块，将所述变电站激光点云模型按照设备部件进行划分；
[0038]按照设备部件的材质给划分后的点云赋予不同辐射率的属性。
[0039]本专利技术同时提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求中任一项所述方法的步骤。
[0040]本专利技术同时提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求中任一项所述的方法的步骤。
[0041]本专利技术通过提出一种用于变电站红外点云的精确测温方法和系统，解决了1)点云数据没有充分利用的问题；2)巡检机器人搭载的红外热成像相机测温精度低的问题；3)巡检机器人搭载的红外热成像相机采集的红外图像缺少目标的距离信息、目标的材质信息的问题；4)通过巡检机器人的精确测温，有效减少运维人员进站测温的工作量；5)通过改进后的巡检机器人精确测温方法，增加巡检机器人的变电设备精确测温的频次，保障变电设备本质安全。
附图说明
[0042]图1是本专利技术提供的一种用于变电站红外点云的精确测温方法的流程示意图；
[0043]图2是本专利技术涉及的变电站红外点云的精确测温步骤；
[0044]图3是本专利技术涉及的变电站激光点云模型按照设备部件进行划分的示意图；
[0045]图4是本专利技术涉及的巡检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于变电站红外点云的精确测温方法，其特征在于，包括：构建变电站激光点云模型；获取所述变电站激光点云模型中不同材质的设备部件的辐射率属性；采集不同测量点变电站设备表面的红外图片和同时刻的激光点云和环境数据；将所述红外图片的温度信息映射到所述变电站激光点云模型上，构建变电站红外点云模型；利用所述设备部件的辐射率属性、激光点云、环境数据和距离权重，对所述变电站红外点云模型中设备表面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建变电站激光点云模型，包括：通过多站式激光雷达扫描变电站，获取变电站设备的激光点云；将所述激光点云进行拼接，构建变电站激光点云模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述变电站激光点云模型中不同材质的设备部件的辐射率属性，包括：将所述变电站激光点云模型按照设备部件进行划分；按照设备部件的材质给划分后的点云赋予不同辐射率的属性。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集不同测量点变电站设备表面的红外图片和同时刻的激光点云和环境数据，包括：标定变电站内多个检机器人搭载的红外热成像相机的内外参数和畸变参数；标定变电站内多个巡检机器人搭载的红外热成像相机与激光雷达的相对空间位置；通过巡检机器人的定位模块和激光雷达，获取巡检机器人的精确定位；通过改变巡检机器人与变电设备之间的距离和角度，巡检机器人搭载的红外热成像相机，同时采集不同测量点变电站设备表面的红外图片，以及同时刻的激光点云和包括温度、湿度和风速在内的环境数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述设备部件的辐射率属性、激光点云、环境数据和距离权重，对所述变电站红外点云模型中设备表面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温面温度进行数据校正，完成变电站红外点云的精确测温，包括：利用所述设备部件的辐射率属性、同步采集的激光点云和环境数据，实现设备表面温度的校正；不同测量点获取的设备表面温度通过距离权重更新至红外点云模型，实现精确测温。6.一种用于变电站红外点云的精确...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，杨宁，高飞，刁冠勋，王媚，钱程晨，李丽华，贾鹏飞，尚文同，张博文，朱家运，陈没，韩帅，廖思卓，孙仿，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：