一种基于红外检测的设备温度异常检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于红外检测的设备温度异常报警系统，通过红外摄像头的操作平台设置需要检测的多个预置点，一个预置点内可包含多个检测目标；通过视频取帧的方式在规定时间内从摄像头内取出一定数量的红外场景图片；使用当前场景下训练好的ResNet50模型对每一帧的图像中的坐标轴最高温和最低温进行识别，然后对于每个预置点的多个检测目标在本地存放对应检测位置的Mask文件，取出待检测设备的红外图片，以计算欧式距离的映射方式计算图像中各个像素值对应的温度值；检测单个设备是否超过温度阈值该方法可以利用红外摄像头监测目标，结合计算机视觉中图片处理的方法，实现了对变压器实时温度的监测和预警。对变压器实时温度的监测和预警。对变压器实时温度的监测和预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外检测的设备温度异常检测系统


[0001]本专利技术属于红外技术和计算机视觉领域，特别涉及一种基于红外检测的设备温度异常报警系统。

技术介绍

[0002]红外技术(Infrared Technique)就是根据探测到的物体的辐射能量的高低。经系统处理转变为目标物体的热图像，以灰度级或伪彩色显示出来，即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态，因此探测物体发射的热量的高低是红外热成像技术的与生俱来的基因。
[0003]自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。热成像是通过非接触探测红外能量(热量)，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。
[0004]计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，就是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。
[0005]现有技术只有图像展示，无法自动识别设备；只能获取整张图像的温度最高最低值，无法确定具体设备的温度值。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于红外检测的设备温度异常报警系统，利用红外摄像头监测目标，结合计算机视觉中图片处理的方法，实现了对设备(主要用于变压器温度异常检测)实时温度的监测和预警。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，步骤以下步骤：
[0009]S1.设置预置点，获取图像数据集及Mask文件配置；
[0010]S2.对图像数据集进行数据增强处理，用于训练ResNet50模型；
[0011]S3.Model检测及Mask处理；
[0012]S4.获取温度数据。
[0013]进一步优选的，
[0014]S11.布置相机，设置预置点P1,P2,...,P
m
，针对每个预置点通过视频取帧的方式从摄像头内取出一定数量的红外热成像场景图，保存作为模型训练的数据集；
[0015]S12.为每个预置点P
i
(i＝1,2,...,m)的每个被检测设备j配置掩码文件 M
ij
＝(a
st
)
w
×
h
，其中w
×
h为相机分辨率，
[0016]其中，i为第几个预置点，a
st
为当前检测区域内的任一个点；
[0017]进一步优选的，ResNet50模型训练过程为：
[0018]S21.从图像中的标签剪切出表示温度的数字区域图像，每个图形尺寸是 w
D
×
h
D
；
[0019]S22.使用数据扩充的方式训练ResNet50模型，并截取温度数值部分的图像。进一步优选的，
[0020]步骤S21中，先将每张图从扩大到1.1w
D
×
1.1h
D
，训练时，采用均匀分布 U(0,0.1w
D
)和U(0,0.1h
D
)分别生成图像左上角的横坐标和纵坐标，然后裁剪出 w
D
×
h
D
大小的图片进行训练，从而达到动态扩充数据的目的。
[0021]进一步优选的，
[0022]S31.红外摄像头依次轮巡所有预置点并采集一张温度图像并保存等候处理，所有预置点轮巡一遍之后，设置延时时间，开始下一个周期的轮巡；
[0023]S32.利用训练好的当前场景下的ResNet50模型，根据调色板数字区域 w
D
×
h
D
图像的识别，得到当前预置点区域内的最高温和最低温的数值；
[0024]S33.对于每个预置点取出的图片I
i
，找到对应的Mask文件M
ij
，通过哈达玛乘积，得到当前预置点每个被检测设备的红外图像D
ij
，
[0025]D
ij
＝M
ij
⊙
I
i
。
[0026]进一步优选的，温度获取过程为：
[0027]S41.对于红外热成像图，记录调色板的初始坐标(x
O
,y
O
)和终止坐标(x
T
,y
T
)；对被检测设备上的每个点(u,v)∈D
ij
，计算其与调色板中线上每个点的颜色的距离，y
P
是调色板中线上的纵坐标；其中y
O
≤y
P
≤y
T
：
[0028][0029]其中||||表示范数，c为通道数，本申请为3，由于每个点是红黄蓝三个通道，因此，被检测设备上任一点(r1,g1,b1)与调色板上任一点(r2,g2,b2)关系如下，
[0030][0031]S42.取被检测设备每个点(u,v)与调色板上每个点(x,y)的距离的最小值，作为该点对应调色板值，是调色板与被检测设备上任一两点之间的欧氏距离；
[0032][0033]S43.将调色板温度映射到被检测设备的温度：
[0034][0035]其中T
D
(u,v)为被检测设备当前区域内某一点的温度，T
O
,T
T
分别为识别出的调色板图像上坐标和的温度。
[0036]进一步优选的，还包括温度设备温度监测、报警处理阶段，具体过程为，
[0037]S51.实时地从数据库读取新增的设备温度数据，将设备的最高温、最低温、平均温
以动态曲线的方式显示在前端；
[0038]S52.阈值分为两类：同组设备的温差阈值、同组设备中单个设备的温度阈值；比较同一组变压设备的温差，若超过温差阈值，即产生报警信息，在前端报警信息栏显示，并存入数据库；
[0039]S53.对每个设备检测是否超过温度阈值，若超过温度阈值，在前端报警信息栏显示，并存入数据库。
[0040]有益效果
[0041](1)本专利技术考虑了红外技术的使用特点，对于热图中点的温度值，针对不同类型的摄像头分别采取了不同的图像处理方式，(没有看出来哪些技术特征用于区别)对于测温型摄像头采取标记点直接获取温度的方式。
[0042](2)本专利技术通过引入ResNet50模型，Mask处理图像，等比例映射计算温度等手段，用来获得观测型摄像头的热图设备温度。
[0043](3)本专利技术通过控制前端(显示器)，实时地显示当前设备的温度，并对异常设备进行报警。
[0044](4)将调色板温度映射到被检测设备的温度，精确度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，步骤以下步骤：S1.设置预置点，获取图像数据集及Mask文件配置；S2.对图像数据集进行数据增强处理，用于训练ResNet50模型；S3.Model检测及Mask处理；S4.获取温度数据。2.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，S11.布置相机，设置预置点P1,P2,...,P
m
，针对每个预置点通过视频取帧的方式从摄像头内取出一定数量的红外热成像场景图，保存作为模型训练的数据集；S12.为每个预置点P
i
(i＝1,2,...,m)的每个被检测设备j配置掩码文件M
ij
＝(a
st
)
w
×
h
，其中w
×
h为相机分辨率，其中，i为第几个预置点，a
st
为当前检测区域内的任一个点。3.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，ResNet50模型训练过程为：S21.从图像中的标签剪切出表示温度的数字区域图像，每个图形尺寸是w
D
×
h
D
；S22.使用数据扩充的方式训练ResNet50模型，并截取温度数值部分的图像。4.根据权利要求3所述的一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，步骤S21中，先将每张图从扩大到1.1w
D
×
1.1h
D
，训练时，采用均匀分布U(0,0.1w
D
)和U(0,0.1h
D
)分别生成图像左上角的横坐标和纵坐标，然后裁剪出w
D
×
h
D
大小的图片进行训练，从而达到动态扩充数据的目的。5.根据权利要求1所述的一种基于红外检测的设备温度异常检测系统，其特征在于，S31.红外摄像头依次轮巡所有预置点并采集一张温度图像并保存等候处理，所有预置点轮巡一遍之后，设置延时时间，开始下一个周期的轮巡；S32.利用训练好的当前场景下的ResNet50模型，根据调色板数字区域w
D
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑艳伟，何国海，孙新光，冯松涛，于东晓，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司宁津县供电公司，
类型：发明
国别省市：