基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法技术

本发明专利技术提供了基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，包括如下步骤：1）影像信息采集：由多源传感器组成集合单元，通过集合单元采集光谱信息及现场信息，经过数据转换与融合将传感器的采集信息进行数据预处理；2）信息存储与管理：对通过不同来源获取到的设备图像进行类型判断，进而构建影像数据存储结构；3）信息类型分析：采用图像分析接口为后续图像处理操作提供基于文本、基于内容的图像检索、图像粗分类等通用图像操作提供可扩展性的接口；4）结果输出：由数据处理器实现检测结果的判定和输出。本发明专利技术可以解决变电设备多光谱影像分析中，如何高效的利用影像数据问题，保证电网设备安全可靠运行，具有较高的理论和实际意义。

Image acquisition method for power equipment based on multispectral sensor set

The invention provides the image acquisition method based on the multi spectral sensor group, including the following steps: 1) image information acquisition: the collection unit consists of multi source sensors, collection of spectral information and field information through a collection unit, and data pre-processing by data conversion and fusion; 2 ) information storage and management: type judgment of equipment images obtained through different sources, and then the construction of image data storage structure; 3) information type analysis: using image analysis interface to provide general image manipulation based on text, content based image detection and image rough classification for subsequent image processing operation. Interface for extensibility; 4) result output: data processor is used to realize the determination and output of test results. This invention can solve the multi spectral image analysis of substation equipment, how to make use of the problem of image data efficiently and ensure the safe and reliable operation of the power grid equipment, which has high theoretical and practical significance.

【技术实现步骤摘要】
基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法
本专利技术涉及电力设备可见光图谱应用方法
，尤其是涉及基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，特高压、交直流混合、新能源大量接入等成为电网必然的发展趋势。目前，我国的电网覆盖范围非常大，各种变电设备的数量也是巨大的，如变电站、导线、杆塔等数量大量增加，而且分布范围广、距离远。全部依靠人工来进行检修显然是不可能的，同时对于这些变电设备的统一管理监控的要求也随之提高。在此基础上，无人值守变电站得到了快速发展也为其安全运行管理提出了新的要求。因此，为提高无人值守或少人值守变电站人员和设备的安全性，需要实时监控变电设备的运行状态及信息隐患。目前有些变电站安装了视频监控系统，可实现现场设备监视、控制远程摄像机运动、数字视频录像等功能。但只有监视功能没有图像识别功能，缺乏对变电站变电设备的自动识别与分析功能。依然依靠值班人员去观察和分析采集的图像，从而分析变电设备的运行状态，系统缺乏对变电设备图像的自动识别与分析功能。其根本是对背景复杂的变电站图像的分析和变电设备运行信息的判别方法的研究还不够成熟，切实提高图像分析能力，成为迫切需要解决的问题。专利号为201410332599.9的专利技术涉及涉及一种基于光谱分析的变压器油中多组分气体检测装置及方法，包括波长可调光源、调制电路、气室、光电探测器、影像信息采集处理电路及计算机，采用时分复用思想，控制光源在不同时间段内输出中心波长不同的窄线宽光，每个波长对应一种待检测气体的特定吸收谱峰，通过分析对应气体的光谱吸收获得其浓度值。该专利技术通过结构简单、成本低廉的基于光谱分析的变压器油中多组分气体检测装置，采用时分复用思想，实现变压器油中多组分气体的快速可靠检测。解决了不同气体光谱信号交叠造成的检测困难问题，实现多种气体的同步检测，测量灵敏度高，响应速度快，结构紧凑简单，系统成本低廉。专利号为201510412958.6的专利技术公开了一种基于多光谱的复合绝缘子检测方法，包括：选择检测设备，在相同运行工况下，对同一复合绝缘子利用检测设备进行可见光检测、红外检测及紫外检测，获得该复合绝缘子的检测图像；对可见光图像的局部放电发光点、红外图像的局部过热点和紫外图像的电晕放电点进行比较；在相同运行工况下对同一线路同一基杆塔的不同复合绝缘子的可见光图像、红外图像和紫外图像进行比较；针对每个复合绝缘子，建立多光谱检测数据库，根据一定周期的检测的数据，对数据进行比较，找出存在的数据差异。该专利技术将可见光、红外、紫外三种检测手段有机地结合起来，优势互补，易对绝缘子进行带电检测，能够及时发现复合绝缘子缺陷，便于开展大面积的巡检。专利号为201110419576.8的专利技术提供一种复合绝缘子高光谱检测方法，包括以下步骤：1）采用高光谱成像仪对复合绝缘子成像，获取复合绝缘子的高光谱影像；2）对复合绝缘子的高光谱影像进行预处理，包括几何校正、辐射校正以获得较为精确的光谱信息；3）用专业分析平台进行处理分析，确定复合绝缘子的运行状态，判定结果输出/显示，分析是否需要更换复合绝缘子。该专利技术复合绝缘子高光谱检测方法可对复合绝缘子进行非接触式检测，不需工人登塔；且现场操作所需时间短，用高光谱成像仪获取数据时，可以同时得到多个复合绝缘子的信息，便于后期同时对多个复合绝缘子进行处理分析，达到批量检测的目的，满足我国复合绝缘子状态检测的需求。然而，在实际应用中，通过可见光、红外、紫外等多光谱检测分析与识别技术可从根本上解决目前变电设备在线监测中存在的一些问题：重要设备的运行参数需要实时监测，采用人工巡视难以满足实时性要求，巡视员的责任心、工作态度和精神状况严重影响了检测的结果；很多高压设备的运行状态难以转换成电信号，在信号转换和传输过程中易受强电磁场干扰而影响诊断；使用红外对设备进行检测仍处于对温度记录的简单应用层次，没有与设备状态关联，历史数据也难以存储检索；另外，人眼难以分辨细微图像的灰度变化，难以客观分析变电设备表面缺陷的程度。因此，多光谱图像分析与识别技术的运用可促进在线监测系统的智能化、自动化，提高变电站工作人员的工作效率，取得更高的经济效益，将具有较大的实用价值和应用前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，可有效避免基于单一类型采集检测装置存在的误报、漏报现象，可以解决变电设备多光谱影像分析中，如何高效的利用影像数据问题，保证电网设备安全可靠运行，具有较高的理论和实际意义。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，包括如下步骤：1）影像信息采集：由多源传感器组成集合单元，通过集合单元采集光谱信息及现场信息，经过数据转换与融合将传感器的采集信息进行数据预处理；2）信息存储与管理：对通过不同来源获取到的设备图像进行类型判断，进而构建影像数据存储结构，将其数据块存储到对应的数据存储服务器，将其相关描述信息以元数据的形式存储到元数据服务器；3）信息类型分析：采用图像分析接口为后续图像处理操作提供基于文本、基于内容的图像检索、图像粗分类等通用图像操作提供可扩展性的接口；4）结果输出：由数据处理器实现检测结果的判定和输出。进一步地，所述多源传感器包括红外热像传感器、紫外成像传感器、电弧检测传感器、X射线数字传感器。进一步地，所述光谱信息包括红外信息、紫外信息、X光图像信息和可见光图像信息，所述现场信息包括设备GPS信息和设备铭牌信息。进一步地，所述数据预处理是同时将红外热像传感器、紫外成像传感器、电弧检测传感器、X射线数字传感器采集到的图像信号经由光纤，由数据采集卡和数据处理器进行数据采集，对数据进行处理。进一步地，所述数据处理器包括安装有客户端软件的PC终端，所述客户端软件包括Labview软件，用来实现输出光谱图像信息识别结果。进一步地，所述图像分析接口包括PLC逻辑控制模块、DSP数字信号处理器和网络端口，所述图像分析接口与数据处理器连接。进一步地，所述影像数据存储管理结构包括客户端、描述影像信息的名称节点和设备影像数据，通过为客户端提供一个标准的文件接口，用来对影像数据和名称节点进行交互访问。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法可广泛应用于典型电力设备的可见光图谱识别研究，包括变压器、避雷器、容性设备及隔离开关等设备的分类与识别，以及研究设备外观变化检测技术，包括积雪、冰凌、异物搭挂等，能够通过研究基于深度神经网络的多层次图像/目标特征提取方法和基于全局和局部图像特征的图谱分类方法，构建电力设备多光谱检测采集技术框架，建立电网设备影像采集标准化作业体系，通过使用不同类型的传感器来采集电力设备的影像，然后分类型、高效存储，设定通用检索策略，完成图像访问、存取等一系列操作，并对影像进行相关处理，辅助设备识别与检测检测，不仅可以解决变电设备多光谱影像分析中，如何高效的利用影像数据问题，同时也为变电设备检测检测与诊断数据提供新的采集手段，保证电网设备安全可靠运行，具有较高的理论和实际意义。附图说明图1是基于多光谱传感器组电力设备影像采集作业结构图。图2是本专利技术影像数据存储管理结构的架构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，其特征在于，包括如下步骤：1）影像信息采集：由多源传感器组成集合单元，通过集合单元采集光谱信息及现场信息，经过数据转换与融合将传感器的采集信息进行数据预处理；2）信息存储与管理：对通过不同来源获取到的设备图像进行类型判断，进而构建影像数据存储结构，将其数据块存储到对应的数据存储服务器，将其相关描述信息以元数据的形式存储到元数据服务器；3）信息类型分析：采用图像分析接口为后续图像处理操作提供基于文本、基于内容的图像检索、图像粗分类等通用图像操作提供可扩展性的接口；4）结果输出：由数据处理器实现检测结果的判定和输出。

【技术特征摘要】
1.基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，其特征在于，包括如下步骤：1）影像信息采集：由多源传感器组成集合单元，通过集合单元采集光谱信息及现场信息，经过数据转换与融合将传感器的采集信息进行数据预处理；2）信息存储与管理：对通过不同来源获取到的设备图像进行类型判断，进而构建影像数据存储结构，将其数据块存储到对应的数据存储服务器，将其相关描述信息以元数据的形式存储到元数据服务器；3）信息类型分析：采用图像分析接口为后续图像处理操作提供基于文本、基于内容的图像检索、图像粗分类等通用图像操作提供可扩展性的接口；4）结果输出：由数据处理器实现检测结果的判定和输出。2.如权利要求1所述的基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，其特征在于：所述多源传感器包括红外热像传感器、紫外成像传感器、电弧检测传感器、X射线数字传感器。3.如权利要求1所述的基于多光谱传感器组的电力设备影像采集方法，其特征在于：所述光谱信息包括红外信息、紫外信息、X光图像信息和可见光图像信息，所述现场信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永祥，亢银柱，王天正，杨罡，王大伟，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14