[发明专利]基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接方法

说明书

基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接方法，包括：单个相机畸变矫正，可见光相机和红外相机双目标定；采用搭载有可见光相机和红外相机的云台在定子圆心位置旋转一周，采集一圈发电机定子铁芯可见光图像和红外图像；根据一张定子铁芯的可见光图像建立颜色标签区域模型和铁芯齿槽部模型；对红外图像进行坐标变换，将红外图像与可见光图像对齐，得到对齐的红外图像；对对齐的红外图像进行矫正，得到精确矫正的红外图像；将精确矫正的红外图像拼接成全景图。本发明能够有效实现定子铁芯红外图像的全景拼接，方便定子铁芯磁化试验过程中分析铁芯温度的分布情况，实时定位故障点位置，具有非常高的应用价值。

技术领域

本发明涉及定子铁芯温度检测技术领域，具体涉及一种基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接方法。

背景技术

发电机组新装机及重新组装或更换、修理硅钢片后均要开展定子铁芯磁化试验，试验过程中，试验人员需对机组定子铁芯进行温度检测，检查各部位温升是否超过规定值，以及时发现硅钢片片间松动、片间短路等安全隐患引起的局部过热现象，从而保障发电机投运后的安全稳定运行。当前定子铁芯温度检测方法是由2名试验人员手持红外成像仪在机坑内完成定子铁芯温度检测，人工检测无法对整个定子铁芯温度分布进行统计，用基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接可以解决上面的不足。

基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接，是根据可见光图像计算出矫正参数和拼接参数，再对红外图像实现拼接。目前较流行的图像拼接算法有基于SIFT特征匹配的拼接算法、基于SURF特征匹配的拼接算法、基于特征分类的图像拼接算法等，但大多针对图像中有比较多的特征的情况，对于定子铁芯这种对称且特征比较单一的情况并不适用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接方法，该方法能够有效实现定子铁芯红外图像的全景拼接，方便定子铁芯磁化试验过程中分析铁芯温度的分布情况，实时定位故障点位置，拼接质量高且鲁棒性好，具有非常高的应用价值。

本发明采取的技术方案为：

基于可见光辅助的发电机定子铁芯红外图像全景拼接方法，包括以下步骤：

步骤1：分别对可见光相机和红外相机进行单目相机标定，得到可见光图像畸变矫正参数、红外图像畸变矫正参数；对两个相机进行双目相机标定，得到可见光图像与红外图像坐标映射关系；

步骤2：采集发电机定子铁芯的可见光图像和红外图像；

步骤3：选取步骤2得到可见光图像，并对可见光图像进行试验建模；

步骤4：根据步骤1得到的畸变矫正参数，对定子铁芯的可见光图像和红外图像进行矫正，得到初步矫正的可见光图像和初步矫正的红外图像；根据步骤1得到的可见光图像与红外图像坐标映射关系，对初步矫正的红外图像进行坐标变换，将初步矫正的红外图像与初步矫正的可见光图像坐标对齐，得到对齐的红外图像；

步骤5：根据步骤4得到的初步矫正的可见光图像，计算得到铁芯矫正参数，根据铁芯矫正参数，对步骤4得到的对齐的红外图像进行矫正，得到精确矫正的红外图像；

步骤6：将步骤5得到的精确矫正的红外图像拼接成全景图。

所述步骤1中，分别对可见光相机和红外相机进行单目相机标定，得到可见光图像畸变矫正参数和红外图像畸变矫正参数；对可见光相机和红外相机进行双目相机标定，得到可见光图像与红外图像坐标映射关系。

所述步骤2中，采用搭载有可见光相机和红外相机的云台在定子圆心位置旋转一周，采集一圈发电机定子铁芯的可见光图像和红外图像。

所述步骤3中，选取步骤2得到的一张可见光图像，采用矩形框分别框选出可见光图像中的颜色标签区域和单个齿部区域，得到颜色标签模板及矩形cRect、齿部模板及矩形tRect，记录并保存铁芯齿部行数Rows和列数Cols。