基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法技术

公开了基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法，方法中，双目相机采集双路变压器实时视频信号，计算变压器深度信息；提取一路视频中变压器的特征点；计算所有所述特征点的二维振动矢量进行特征点的跟踪；结合深度信息计算特征点的三维振动矢量；计算所有所述特征点的振动频率；基于所述振动矢量和振动频率可视化显示变压器的振动状态。率可视化显示变压器的振动状态。率可视化显示变压器的振动状态。

【技术实现步骤摘要】
基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法


[0001]本专利技术属于变压器三维振动检测
，尤其涉及一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统的关键设备之一，其运行状况对电网的安全稳定运行具有重要影响。随着智能化技术的进步，对于变压器的维护逐渐采用状态检修代替传统的定期检修和事故后维修两种方式。当前，变压器状态评估方法主要分为在线监测和离线检测两大类。在线监测可使变压器不需要停止运行，能够节省人力物力，具有明显优势。常用的电力变压器在线监测方法主要包括：低压脉冲法，频率响应分析法，变压器油中溶解气体的气相色谱分析法，局部放电在线监测法，以及振动分析法等。其中，振动分析法的一大优点是检测系统不与被测变压器发生任何形式的电气连接，对电网的正常运行不会产生影响，充分保障了在线监测的安全性。
[0003]振动信号的检测是利用振动分析法分析和评判变压器运行状态和故障诊断的重要前提。振动信号的检测方法大体可分为接触式测振和非接触式测振两类。传统的接触式测振主要采用现场安装传感器的方式，由于需要逐点布置，测量范围有限，存在诸多缺陷。目前常用的非接触测振主要分为激光测振和基于图像视频的视觉测振方法两大类。激光测振法虽然具有精度和灵敏度高、测量距离远、测量频率高等优点，但相关设备的售价非常昂贵，对操作人员专业性的要求也较高，极大制约了其大范围推广和应用。视觉测振作为一种新兴的振动测量方法，受到了国内外学者的广泛关注。视频图像监测是一种既能进行位移、应变等静态测量、也适用于动态特性测量的非接触式监测方法，具有操作简便，非接触，无损，不产生附加质量，可实现远距离、大范围多点监测等优点，但也存在需要设置标靶、对监测设备要求高、对环境光线和背景要求高等不足。
[0004]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法包括：
[0007]步骤S100：双目相机采集双路变压器实时视频信号，计算变压器深度信息；
[0008]步骤S200：提取单路视频中变压器的实时视频信号的特征点；
[0009]步骤S300：计算所有所述特征点的二维振动矢量，由二维振动矢量结合深度信息，得到特征点的三维坐标，进一步根据三维坐标得到三维振动矢量；
[0010]步骤S400：计算所有所述特征点的振动频率；
[0011]步骤S500：基于所述三维振动矢量和振动频率可视化显示变压器的振动状态。所
述的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法中，利用金字塔L
‑
K光流法计算所有特征点的振动矢量，金字塔L
‑
K光流法表示为：
[0012]I
x
(q1)V
x
+I
y
(q1)V
y
＝
‑
I
t
(q1)
[0013]I
x
(q2)V
x
+I
y
(q2)V
y
＝
‑
I
t
(q2)
[0014][0015]I
x
(q
n
)V
x
+I
y
(q
n
)V
y
＝
‑
I
t
(q
n
)，
[0016]其中，q1，q2，
…
，q
n
表示小窗内包含的像素，小窗为特征点周围划出一个N
×
N的范围，I
x
(q
i
)、I
y
(q
i
)和I
t
(q
i
)分别表示像素q
i
的光强I在x、y、t方向上的偏导数，V
x
为像素在x方向上的移动速度；V
y
为像素在y方向上的移动速度。
[0017]所述的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法中，步骤S200中，利用Shi
‑
Tomasi算法提取变压器的特征点。
[0018]所述的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法中，步骤S400中，通过对每个特征点逐帧提取二维振动矢量，结合深度信息得到三维坐标组成序列并进行快速傅里叶变换以得到每个特征点的振动频率。
[0019]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法，具有以下有益效果：本方法所述的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法利用Shi
‑
Tomasi方法提取特征点跟踪变压器的振动，从而提高了对环境、光线等因素的抗干扰能力；利用双目摄像头生成实际的变压器三维振动数据，提高了分析数据的真实性和可靠性；将三维振动数据进行可视化逐帧显示，可实现运维人员对变压器的运行状态进行直观地分析和判断。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术中基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法的一个实施例的流程示意图；
[0022]图2为本专利技术中基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法的一个实施例的双目测距原理示意图；
[0023]图3为本专利技术中基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法的一个实施例利用金字塔法从金字塔的最高层向最底层进行特征点跟踪的示意图；
[0024]图4为本专利技术中基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法的变压器振动状态可视化显示示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范
围。
[0026]因此，以下对在附图图1至图4中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤S100：双目相机采集双路变压器实时视频信号，计算变压器深度信息；步骤S200：提取单路视频中变压器的实时视频信号的特征点；步骤S300：计算所有所述特征点的二维振动矢量，由二维振动矢量结合深度信息，得到特征点的三维坐标，进一步根据三维坐标得到三维振动矢量；步骤S400：计算所有所述特征点的振动频率；步骤S500：基于所述三维振动矢量和振动频率可视化显示变压器的振动状态。2.根据权利要求1所述的一种基于双目测距和光流法的变压器三维振动检测方法，其特征在于，优选的，利用金字塔L
‑
K光流法计算所有特征点的振动矢量，金字塔L
‑
K光流法表示为：其中，q1，q2，
…
，q
n
表示小窗内包含的像素，小窗为特征点周围划出一个N
×

【专利技术属性】
技术研发人员：苏磊，黄华，秦伦明，赵文彬，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：