[发明专利]基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法

摘要

本发明公开了一种基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法，包括以下步骤：S1、采集弓网的紫外波段信号；S2、对S1采集的燃弧进行能量等级评估；S3、计算燃弧持续的时间；S4、利用红外热像仪和光学相机对弓网进行抓拍；S5、计算红外热像仪有效区域内弓网平均温度，判断是否有燃弧；S6、对红外热像仪检测到的燃弧进行能量等级评估；S7、对光学图像进行区域定位及阈值分割；S8、对光学相机采集到的燃弧能量等级进行评估；S9、计算最终的燃弧能量等级。本发明通过紫外、红外、光学图像对燃弧进行检测及能量分级，得出否有燃弧及燃弧能量两个信息，从而能够准确、可靠、安全地对铁路弓网以及高压线路的燃弧进行检测。

主权项

1.基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、紫外探测仪以200～2000Hz的频率采集紫外波段信号，判断每次采集到的紫外波段信号是否出现在240～260nm或323～329nm之间，若是则代表出现燃弧；并将采集到的紫外波段信号通过光电传感器转换为电信号Vd，然后通过数模转换，将电压信号转换为数字信号，若出现燃弧则记为01，否则记为00；S2、对紫外探测仪检测到的燃弧进行能量等级评估，结果记为Nz；S3、计算燃弧持续的时间ti：其中，c为01持续的次数；f指紫外探测仪的频率；S4、出现01信号时，触发红外热像仪和光学相机对弓网进行抓拍，设在ti时间段内分别获得Z1帧红外热像仪图像和Z2帧光学图像；S5、利用红外热像仪提取各帧红外热像仪图像中超过100℃的区域，记为有效区域，计算每帧图像有效区域的平均温度Tiu；然后利用公式(2)计算ti时间段内弓网平均温度Ti：若Ti>100℃则确定此处有燃弧，执行步骤S6，否则返回步骤S1；S6、对红外热像仪检测到的燃弧进行能量等级评估，结果记为Nh；S7、对光学图像进行区域定位及阈值分割，并通过光学图像判断是否有燃弧，若是则执行步骤S8，否则返回步骤S1；S8、对光学相机采集到的燃弧能量等级进行评估，结果记为Nt；S9、若紫外、红外和光学图像三者都检测出此段弓网有燃弧，则确定此弓网段有燃弧；并且通过下式计算最终的燃弧能量等级：[N]＝[0.3Nz+0.5Nh+0.2Nt]式中，[]表示向上取整。