一种变电站噪声综合云图的图像处理方法技术

本发明专利技术公开了一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，基于一种变电站噪声综合云图测试装置包括可移动底座、固定盘、浮动盘、俯仰调节装置、控制箱和若干阵列臂；图像处理方法包括：(1)对采集的原始声图像进行直方图匹配、平滑滤波和增强变换；(2)将步骤(1)预处理后的全部声图像进行时间和空间配准，获得相应的转换数学模型关系；(3)根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将步骤(1)预处理后的全部声图像进行拼接合成，最终获得整个变电站的噪声综合云图。本发明专利技术的方法能够将测试装置测试的各个测点的声像分布图拼接，可直接获得整体变电站的噪声综合云图，可较精确的反应变电站内噪声声源的分布情况。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站噪声综合云图的图像处理方法
本专利技术属于变电站噪声测试
，特别涉及一种变电站噪声综合云图的图像处理方法。
技术介绍
变电站内部噪声的准确分离和测量，是进行变电站环境噪声控制和防治的关键。但是变电站噪声的测量受到外界环境因素的影响，这其中有背景噪声和天气的影响。在实际测量时，除了有被测声源所产生的噪声外，还会有其他噪声的存在，如变电站周围的人流、车流等生活工作背景的噪声影响，以及狗叫、摩托车声等瞬态噪声，这些噪声之和称为背景噪声，背景噪声会影响到测量的准确性。通常测量某机器的噪声，当机器未开时测量背景噪声，开动机器时测量总噪声，然后进行修正得出机器的噪声。而投运的变电站不能随便因为测量其环境噪声而停止运行，因此利用单一声级计测量的噪声，是变电站自身噪声和其它环境噪声的叠加。利用单一声级计测量，难以区分出变电站内部噪声的来源、分布、大小、频谱特征等参量，不利于变电站设备噪声的责任区分，给变电站环境噪声的治理带来不便。目前，变电站中使用噪声测试阵列测试得到的噪声云图能够准确直观的得出噪声声源，但是现在没有能够获得变电站整体噪声综合云图的方法，现在通常采用的方法是利用体积阵式噪声测试装置测量变电站某些测点的声像分布图，然后将获得的若干个声像分布图中声源大小输入噪声仿真分析软件进行模拟仿真，获得变电站的噪声模拟综合云图；通过软件模拟的综合云图精确度较差，受限于建模准确性、算法可靠性、计算量和计算精度等，不能精确的反应变电站内噪声声源的分布情况，不能满足变电站的噪声整改和环境测评的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，以解决上述存在的技术问题。本专利技术的图像处理方法能够将测试装置测试的各个测点的声像分布图拼接，无需软件模拟仿真，可直接获得整体变电站的噪声综合云图，可较精确的反应变电站内噪声声源的分布情况。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置包括：可移动底座、固定盘、浮动盘、俯仰调节装置、控制箱和若干阵列臂；可移动底座上设置有第一驱动装置，第一驱动装置能够驱动可移动底座运动；固定盘通过俯仰调节装置安装在可移动底座上，俯仰调节装置包括第二驱动装置，第二驱动装置能够驱动俯仰调节装置调节测试装置竖直方向的测角；固定盘上设置有轨道，轨道上安装有浮动盘，浮动盘能够在轨道上移动，轨道的轴线、固定盘的轴线与浮动盘的轴线重合，固定盘上设置有第三驱动装置，第三驱动装置能够驱动浮动盘沿轨道运动；固定盘上设置有摄像头；每个阵列臂均铰接在固定盘上，每个阵列臂均通过一个连接杆与浮动盘连接，连接杆的两端分别与阵列臂和浮动盘铰接，浮动盘沿轨道运动能够牵引阵列臂完成伞式开合；每个阵列臂上均设置有若干声传感器；控制箱内设置有数据采集处理传输装置和控制处理器；摄像头及每个声传感器的信号输出端均连接数据采集处理装置的信号接收端；控制处理器的信号输出端分别与第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的信号接收端相连接；所述图像处理方法包括以下步骤：(1)图像预处理，对采集的原始声图像进行直方图匹配、平滑滤波和增强变换；(2)图像配准，将步骤(1)预处理后的全部声图像进行时间和空间配准，获得相应的转换数学模型关系；(3)图像拼接，根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将步骤(1)预处理后的全部声图像进行拼接合成，最终获得整个变电站的噪声综合云图。进一步的，步骤(3)包括：根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将待合成图像映射到空白图像中形成拼接图。进一步的，步骤(3)还包括在合成过程中通过加权平滑算法处理拼接缝合线。进一步的，在步骤(3)的拼接缝合线处理过程中，图像重叠区域中像素点的灰度值Pixel，由两幅图像中对应点的灰度值Pixel_L和Pixel_R加权平均得到，计算公式为Pixel＝k×Pixel_L+(1-k)×Pixel_R，其中，k是可调因子，取值范围为0<k<1。进一步的，k＝d1/(d1+d2)，其中d1，d2分别表示重叠区域中的点到两幅图像重叠区域的左边界和右边界的距离。进一步的，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置的俯仰调节装置包括第二驱动装置和旋转臂；第二驱动装置为俯仰调节电机，俯仰调节电机固定安装在可移动底座上，俯仰调节电机的输出轴通过传动装置与旋转臂相连接，固定盘固定安装在旋转臂上；俯仰调节电机的信号接收端和输出端分别与控制处理器的信号输出端和接收端相连接。进一步的，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置的轨道为螺杆，第三驱动装置为螺杆驱动电机；螺杆可转动的设置在固定盘上，螺杆通过传动装置与螺杆驱动电机的输出轴相连接，浮动盘安装在螺杆上，螺杆转动能够带动浮动盘沿螺杆的轴线移动，螺杆的轴线、固定盘的轴线与浮动盘的轴线重合；浮动盘沿轨道运动能够牵引阵列臂完成伞式开合；螺杆驱动电机(8)的信号接收端和输出端分别与控制处理器的信号输出端和接收端相连接。进一步的，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置的数据采集处理传输装置，包括：传感器板、FPGA、电源及上位机；电源与FPGA相连接，FPGA与上位机相连接；FPGA包括数据解码模块、数据处理模块、FIFO模块和通信模块，数据解码模块通过外部接口与传感器板相连接，数据解码模块接收的数据依次经过数据处理模块、FIFO模块和通信模块传递给上位机。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的变电站噪声综合云图的图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置，通过可移动底座能够带动整个测试装置在变电站的测试区移动，测试装置遍历整个变电站的测试区，就可以获取整个测量区域的噪声声像分布图，通过数据采集处理装置将全部的声像分布图拼接能够获得整个变电站的噪声综合云图，通过噪声综合云图能够准确直观的获取噪声声源的位置。本专利技术通过俯仰调节装置能够调整阵列臂的竖直方向的测量角度，便于阵列臂对准处于高位的待测目标物，也可根据路面平整程度的差异对竖直方向测角进行调整，保证观测角一致，便于后期的图像拼接，能够提高测量结果的准确性，通过可移动底座移动可调整阵列臂的水平方向的测量角度；观测角的调节通过控制处理器控制第一驱动装置和第二驱动装置实现，调节效率较高，调节精度较高。本专利技术通过控制处理器控制第三驱动装置驱动浮动盘沿轨道运动，可完成阵列臂的收拢与张开，收拢时便于整个测试装置在变电站各个测点之间移动，张开时能够通过摄像头和声传感器获取测点的声像分布图，测试效率高，测试精度高，具有较高的可靠性；其中，摄像头能够采集噪声的图像信息，声传感器能够采集噪声的声像信息，二者配合能够较准确的获取测点的声像分布图，可较准确的找出噪声声源位置，可为变电站的噪声治理和环境评测提供数据支持。本专利技术的阵列臂尺寸不变，通过移动底座可实现整个测试装置的移动，可实现阵列的滑移，通过相位补偿、空间位置的补偿可以合成一个虚拟的大尺寸阵列，从而可实现低频噪声的精确测试。另外，通过控制处理器能够记录可移动底座及俯仰调节装置的运动调节情况，已知的运动控制信号，可为图像配准提供参考，可确保图片拼接的准确性。本专利技术的图像处理方法将全部的声像分布图拼接能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置包括：可移动底座(1)、固定盘(9)、浮动盘(19)、俯仰调节装置、控制箱(6)和若干阵列臂(12)；可移动底座(1)上设置有第一驱动装置，第一驱动装置能够驱动可移动底座(1)运动；固定盘(9)通过俯仰调节装置安装在可移动底座(1)上，俯仰调节装置包括第二驱动装置，第二驱动装置能够驱动俯仰调节装置调节测试装置竖直方向的测角；固定盘(9)上设置有轨道，轨道上安装有浮动盘(19)，浮动盘(19)能够在轨道上移动，轨道的轴线、固定盘(9)的轴线与浮动盘(19)的轴线重合，固定盘(9)上设置有第三驱动装置，第三驱动装置能够驱动浮动盘(19)沿轨道运动；固定盘(9)上设置有摄像头；每个阵列臂(12)均铰接在固定盘(9)上，每个阵列臂(12)均通过一个连接杆(20)与浮动盘(19)连接，连接杆(20)的两端分别与阵列臂(12)和浮动盘(19)铰接，浮动盘(19)沿轨道运动能够牵引阵列臂(12)完成伞式开合；每个阵列臂(12)上均设置有若干声传感器；控制箱(6)内设置有数据采集处理传输装置和控制处理器；摄像头及每个声传感器的信号输出端均连接数据采集处理装置的信号接收端；控制处理器的信号输出端分别与第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的信号接收端相连接；所述图像处理方法包括以下步骤：(1)图像预处理，对采集的原始声图像进行直方图匹配、平滑滤波和增强变换；(2)图像配准，将步骤(1)预处理后的全部声图像进行时间和空间配准，获得相应的转换数学模型关系；(3)图像拼接，根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将步骤(1)预处理后的全部声图像进行拼接合成，最终获得整个变电站的噪声综合云图。...

【技术特征摘要】
1.一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法基于的变电站噪声综合云图测试装置包括：可移动底座(1)、固定盘(9)、浮动盘(19)、俯仰调节装置、控制箱(6)和若干阵列臂(12)；可移动底座(1)上设置有第一驱动装置，第一驱动装置能够驱动可移动底座(1)运动；固定盘(9)通过俯仰调节装置安装在可移动底座(1)上，俯仰调节装置包括第二驱动装置，第二驱动装置能够驱动俯仰调节装置调节测试装置竖直方向的测角；固定盘(9)上设置有轨道，轨道上安装有浮动盘(19)，浮动盘(19)能够在轨道上移动，轨道的轴线、固定盘(9)的轴线与浮动盘(19)的轴线重合，固定盘(9)上设置有第三驱动装置，第三驱动装置能够驱动浮动盘(19)沿轨道运动；固定盘(9)上设置有摄像头；每个阵列臂(12)均铰接在固定盘(9)上，每个阵列臂(12)均通过一个连接杆(20)与浮动盘(19)连接，连接杆(20)的两端分别与阵列臂(12)和浮动盘(19)铰接，浮动盘(19)沿轨道运动能够牵引阵列臂(12)完成伞式开合；每个阵列臂(12)上均设置有若干声传感器；控制箱(6)内设置有数据采集处理传输装置和控制处理器；摄像头及每个声传感器的信号输出端均连接数据采集处理装置的信号接收端；控制处理器的信号输出端分别与第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的信号接收端相连接；所述图像处理方法包括以下步骤：(1)图像预处理，对采集的原始声图像进行直方图匹配、平滑滤波和增强变换；(2)图像配准，将步骤(1)预处理后的全部声图像进行时间和空间配准，获得相应的转换数学模型关系；(3)图像拼接，根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将步骤(1)预处理后的全部声图像进行拼接合成，最终获得整个变电站的噪声综合云图。2.根据权利要求1所述的一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，其特征在于，步骤(3)包括：根据步骤(2)获得的转换数学模型关系将待合成图像映射到空白图像中形成拼接图。3.根据权利要求1所述的一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，其特征在于，步骤(3)还包括在合成过程中通过加权平滑算法处理拼接缝合线。4.根据权利要求3所述的一种变电站噪声综合云图的图像处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：申晨，耿明昕，赵亚林，韩文，赵晶轩，雷磊，吕平海，吴子豪，景龑，唐露甜，
申请(专利权)人：西安输变电工程环境影响控制技术中心有限公司，国网陕西省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61