[发明专利]一种基于多源图像融合的局部放电检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备放电检测领域，尤其是涉及一种基于多源图像融合的局部放电检测方法。

背景技术

随着电网规模的快速发展，电气设备的数量飞速增长。由于绝大部分高压电气设备为户外布置，受环境影响较大。户外变电设备在发生故障前，往往会发生局部放电，放电源会产生声、电和化学效应。有经验的运行人员往往能够利用超声、紫外及红外设备，提前发现设备隐患杜绝事故的发生。

在多年的实践中，超声、紫外和红外等检测方法的有效性已经得到了极大的肯定，但是受检测技术水平的限制，单一原理的检测方法都各有其优缺点。

1、利用超声检测放电非常有效，而且可以减少可听声的干扰，但是超声波的指向性较强，在空气中传播容易衰减，往往需要检测设备具有较高的灵敏度，同时需要检测者具有较为丰富的经验；

2、常用的非制冷焦平面原理的红外热像仪对发热性缺陷的检出率较高，但对于放电性故障往往无能为力；

3、紫外成像仪对于放电的检测灵敏度较高，但是容易被遮挡，对于处于隐蔽部位或内部的放电无能为力。

现有上述单一检测方法难以满足更高精度的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高检测精度、可靠性高的基于多源图像融合的局部放电检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多源图像融合的局部放电检测方法，包括以下步骤：

S100、利用超声传感器阵列、摄像头、红外热像仪、紫外成像仪分别同步采集被测设备的超声波信号、可见光图像、红外图像和紫外图像；

S200、基于所采集的超声波信号和可见光图像获得超声可见光图像：

S300、利用图像融合算法将所述超声可见光图像、红外图像、紫外图像融合后作为局部放电检测结果，并显示。

所述步骤S100中，超声传感器阵列由16只摆放在不同位置的超声传感器组成；

16只所述超声传感器具体摆放位置为：每四个超声传感器构成一组线型阵，形成上、下、左、右四组线型阵，组成二维方形阵。

所述步骤S200具体为：

S201、利用超声传感器阵列采集的超声信号估计超声源位置；

S202、基于所述超声源位置，生成二维矩阵；

S203、将所述可见光图像作为背景、所述二维矩阵作为前景，合成得到超声可见光图像，并显示。

所述步骤S201具体为：

S211、将每组线型阵中每个超声传感器采集的超声信号进行叠加生成指向性信号；

S212、利用以下公式分别对上下线型阵和左右线型阵的指向信号进行延时相关计算：

C_TB(n)＝ΣS_T(t+n)·S_B(t)

C_LR(n)＝ΣS_L(t+n)·S_R(t)

其中，C_TB(n)和C_LR(n)分别为上下线型阵和左右线型阵指向信号的相关系数，S_T(t)、S_B(t)、S_L(t)和S_R(t)为上、下、左、右线型阵的指向性信号；

S213、分别选取C_TB(n)和C_LR(n)的最大值作为超声源位置的垂直坐标和水平坐标。

所述步骤S202具体为：

以所述超声源位置为中心，C_TB(n)和C_LR(n)的最大值为幅值，生成二维高斯函数，形成二维矩阵。

所述步骤S300中，图像融合算法具体为：

S301、提取所述红外图像中的红外目标得到红外目标区域图像，将所述红外目标区域图像与超声可见光图像融合得到红外目标图像；

S302、对所述超声可见光图像、红外目标图像和紫外图像进行图像增强；

S303、对增强后的图像进行图像配准；

S304、对配准后的图像进行融合。

所述步骤S301中，提取所述红外图像中的红外目标的具体方式为：

S311、利用连续多帧红外图像之间的相关性，计算出红外图像的背景；

S312、将当前帧红外图像与所述红外图像的背景作差实现对红外目标提取。

所述步骤S303具体包括以下步骤：