[发明专利]一种基于BRISK的变电站套管红外图像定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及输变电设备运行状态检修技术领域，具体地，涉及一种基于BRISK的变电站套管红外图像定位方法。

背景技术

变电站是电力系统中担负电压变换、电能传输和终端分配的电力枢纽。而套管是变电站主要设备的重要部件，如果存在缺陷或故障，将直接危及变电站的安全运行及其供电可靠性。因此对变电站的套管状态进行监测，减少并杜绝套管事故是十分重要的。目前能有效探测设备热信息的红外热像检测技术已经广泛应用于电力系统中，而套管故障原因大多与长期发热有关，所以为了定量诊断其故障，必须在红外热图像上识别套管，并对其定位。目前对变电站套管的红外图像定位技术的研究处于起步阶段，而且往往在实验室环境下实现。因此，采用来自现场红外图像研究变电站套管的定位方法具有重要的工程实用价值。

目前基于局部不变特征的图像定位方法是研究热点。一种新颖的局部不变特征-BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints，二进制鲁棒不变尺度关键点)算法具有尺度不变性及旋转不变性等优势，与其它的局部不变特征算法，如：SIFT(Scale Invariant Feature Transform，尺度不变性特征转换)，SURF(Speeded-Up Robust Features，加速鲁棒特征)等相比，其运算速度以及内存占有量有了明显改善，所以对于实时应用场合、连续视频图像中的目标识别与定位有更好的效果，需要采用BRISK算法对变电站套管红外图像进行定位。

现有的变电站套管红外定位方法大都停留在起步阶段，而且所用算法运算量巨大，占用计算资源较多，很难满足现场工程对实时性的要求，为了提高变电站套管故障诊断的效率，需要提供一种符合工程实际需求的变电站套管红外图像定位的方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在运算量大、占用资源多和诊断效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于BRISK的变电站套管红外图像定位方法，以实现运算量小、占用资源少和诊断效率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于BRISK的变电站套管红外图像定位方法，包括：

a、对待测变电站套管红外图像进行预处理；

b、基于待测变电站套管红外图像的预处理结果，进行匹配处理；

c、基于待测变电站套管红外图像的匹配处理结果，进行套管区域定位处理。

进一步地，在步骤c之后，还包括：

d、基于套管区域定位处理结果，进行套管区域显示处理。

进一步地，所述步骤d，具体包括：

在监测图像的定位区域内，将变电站套管在监测图像中用矩形框标示，完成变电站套管红外图像的自动识别。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

首先分别对变电站套管红外监测图像和变电站套管红外模板图像进行灰度化，然后利用形态学上的开运算分别对监测图像和模板图像先腐蚀再膨胀完成去噪。

进一步地，所述步骤b，具体包括：

b1、基于待测变电站套管红外图像的预处理结果，进行BRISK特征匹配处理；

b2、基于待测变电站套管红外图像的BRISK特征匹配处理结果，进行剔除错误匹配处理。

进一步地，所述步骤b1，具体包括：

利用BRISK算法，分别对变电站套管红外监测图像和变电站套管红外模板图像进行AGAST角点探测算法来检测局部极值点并去除噪声和边缘得到特征点实现特征提取；

采用汉明距离来计算匹配程度，即将特征先按位异或XOR，统计结果中1的个数：若其较小，表明匹配程度较高。

进一步地，所述步骤b2，具体包括：

利用RANSAC对检测出的特征点对进行消除错误匹配处理，得到正确匹配的点对。

进一步地，所述步骤c，具体包括：

考虑到变电站套管红外图像模板与变电站套管红外监测图像之间存在平移、缩放及旋转关系，设(x,y)，(x',y')分别为模板与监测图像中对应点对的坐标，将其仿射变换模型表示为：