[发明专利]基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取指定设备采集的原始红外图像；

对原始红外图像进行阈值处理得到二值化图像，保留经阈值处理后的图像中的最大连通域；

对保留最大连通域的经阈值处理后的二值化图像进行除噪，得到新的图像中的最大连通域作为水管区域二值图像；

建立水管区域二值图像和原始红外图像的对应关系，并将原始红外图像中除水管区域以外的部分所有像素颜色均修改为黑色，得到目标红外图像；

基于目标红外图像进行故障诊断。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法，其特征在于，所述除噪的过程能具体为对图像中的像素先进行闭操作、再进行开操作。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断包括温度分析：

建立原始红外图像中颜色与温度的对应关系；

获取目标红外图像中水管区域的温度值，计算得到水管区域温度的最大值t_m、平均值μ和标准差σ；

判断t_m＞μ+3σ是否成立，若为是，则温度存在异常，反之，温度正常。

4.根据权利要求3所述的一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断还包括管径分析：

当温度分析的结果为温度存在异常时，旋转水管区域二值图像为使水管为水平/竖直；

统计旋转后的列/行方向像素值为1的坐标点个数，将其作为列/行方向的管径；

从第1列/行开始，计算第j列/行管径与第j+p列/行管径的差值，其中，p为设定的步长；

将差值最大值记为D_m，其所在列/行数为m，将差值最小值记为D_n，其所在列/行数为n；

判断D_m＞k，||D_m|-|D_n||＜a且m＜n是否成立，其中k和a为设定的阈值，若为是，则输出保温层脱落故障。

5.根据权利要求3所述的一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断还包括缺陷分析：

当温度分析的结果为温度正常时，基于水管区域二值图像提取水管外部边缘，并进行膨胀操作，将处理结果记为H；

提取目标红外图像的蓝色分量I_S，采用边缘提取算法提取水管外部和内部边缘，将处理结果记为I；

计算得到水管内部边缘K＝I-H；

连接水管内部边缘中的断裂部分，填充闭合边缘形成的孔洞，减去K获得填充区域；

计算填充区域面积S和最高温度t_s，判断填充区域面积是否大于0，且t_m与t_s的差值是否小于设定的阈值，若均为是，输出管道保温层破损故障。

6.一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断系统，其特征在于，包括红外摄像头和电子设备，所述红外摄像头和与电子设备连接，所述电子设备执行程序时实现以下步骤：

获取指定红外摄像头采集的原始红外图像；

对原始红外图像进行阈值处理得到二值化图像，保留经阈值处理后的图像中的最大连通域；

对保留最大连通域的经阈值处理后的二值化图像进行除噪，得到新的图像中的最大连通域作为水管区域二值图像；

建立水管区域二值图像和原始红外图像的对应关系，并将原始红外图像中除水管区域以外的部分所有像素颜色均修改为黑色，得到目标红外图像；

基于目标红外图像进行故障诊断。

7.根据权利要求6所述的一种基于红外图像的暖通空调热水管道故障诊断系统，其特征在于，所述除噪的过程能具体为对图像中的像素先进行闭操作、再进行开操作。