[发明专利]一种电力设备红外测温设备距离参数识别方法

说明书

本发明请求保护一种电力设备红外测温设备距离参数识别方法，能够准确识别红外测温时手持式红外热像仪与电力设备之间的拍摄距离，包括对红外图像进行预处理、标记红外图像中的电力设备区域、基于SSD算法进行设备类型自动识别、基于图像处理得到设备的最小邻接矩形框、识别目标设备的像素宽度、基于改进的单目测距算法实现图像中的设备距离的自动识别。本发明的技术方法能够利用红外图像中电力设备的像素宽度自动识别设备距离，解决电力设备红外成像因拍摄角度变换及设备拍摄不全导致的距离识别难度大的问题。

技术领域

本发明涉及红外测距技术领域，特别涉及一种电力设备红外测温设备距离参数识别方法。

背景技术

变电站电力设备在长久的运行中不可避免的会产生故障，当其出现故障时最明显的特征是温度异常。红外热像仪可以在不停电、不接触设备的情况下检测设备运行温度，监测设备运行状态，适合高电压带电体温度的实时监测。所以近年来，红外热像仪在电力设备状态监测中已开展大范围应用。

然而，尽管热成像在电力设备监测中的应用越来越多，但针对热成像的潜在缺陷和局限性的研究相对较少。影响红外成像的因素有很多，其中，拍摄距离是影响红外成像效果的主要因素之一，拍摄距离的精确测量是提升红外成像检测设备故障准确度的主要方法之一。

针对目前红外带电检测存在的问题，本发明主要涉及电力设备红外测温设备距离参数识别方法。针对目前适用于电气检测的热像仪产品在使用时拍摄距离设置不准确导致红外图像测温数据异常的问题，提出一种基于目标像素宽度识别的电力设备红外成像单目测距改进算法，实现了利用红外图像中电力设备的像素宽度自动识别设备距离，解决了电力设备红外成像因拍摄角度变换及设备拍摄不全导致的距离识别难度大的问题，结果表明该改进算法可以满足电力设备红外图像的单目测距需求。

本发明主要利用红外图像拍摄时目标设备的像素宽度不受拍摄角度的影响，据此对单目测距算法进行改进。由于在拍摄时相机与水平垂直方向存在角度，成像坐标系与像素坐标系之间不是平行关系，据此近似将目标平面垂直于光轴，结合成像坐标系与世界坐标系之间的关系，采用像素宽度求解出设备的距离。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种电力设备红外测温设备距离参数识别方法。本发明的技术方案如下：

一种电力设备红外测温设备距离参数识别方法，其包括以下步骤：

输入电力设备红外图像，并对电力设备红外图像进行去除冗余信息、数据集增强的预处理；

采用labelme软件标记红外图像中的电力设备区域；

基于SSD(单发多框检测器)算法进行目标检测获取设备类型自动识别；

通过OpenCV中的图像处理算法得到电力设备的最小邻接矩形框，输出最小邻接矩形框的顶点坐标，计算出识别目标设备的像素宽度；

基于改进的单目测距算法实现图像中的设备距离的自动识别，提出近似将目标平面垂直于光轴，世界坐标系与摄像机坐标系之间只存在Z轴上的相对位置变化，从而利用成像坐标系与世界坐标系之间的关系求解出设备的距离。

进一步的，所述对电力设备红外图像进行去除冗余信息、数据集增强在内的预处理，具体包括：

通过Python中的OS模块编写批处理程序对原始热图像的文字和符号在内的冗余信息进行去除，并通过重新调整成像的温度范围设置，对数据集进行增强，完成对样本图像的预处理，

进一步的，所述采用labelme软件标记红外图像中的电力设备区域，具体包括：