[发明专利]一种协同高光谱与红外技术的绝缘子等值盐密检测方法

说明书

本发明公开了一种协同高光谱与红外技术的绝缘子等值盐密检测方法，其包括：采集输变电系统多个积污绝缘子的高光谱图像和红外图像，将其划分为若干区域；拆取部分绝缘子并根据图像划分结果选择其中部分区域测量等值盐密；对高光谱图像数据和红外图像数据进行预处理，提取已测量等值盐密区域的高光谱图像数据与红外图像数据中有利于等值盐密划分的特征量；将高光谱图像与红外图像特征量结合，建立其与等值盐密间的映射关系模型，利用该模型实现输电线路绝缘子等值盐密检测与污秽程度评估。本发明为输电线路绝缘子污秽程度评估提供有力的理论基础及技术支撑，运维人员可根据评估结果制定相应的清扫或更换策略，提高工作效率，节省人力和物力。

技术领域

本发明属于输变电设备运行状态检修技术领域，具体涉及一种协同高光谱与红外技术的绝缘子等值盐密检测方法。

背景技术

绝缘子等值盐密的有效测量对指导绝缘子清洁具有重要意义。目前相较于传统接触式检测方法，非接触检测法成为研究热点。高光谱成像波段范围广，利用物质对光反射强度差异性从而实现物质检测，因此高光谱技术可识别污秽成分以及含量，但是获取的图像质量受光照强度的影响。红外热成像技术利用绝缘子运行过程中污秽层受潮导致表面产生泄漏电流引起焦耳热，使得绝缘子表面温度分布发生变化，实现电气设备的检测，如绝缘子表面放电发热等，但绝缘子表面温度变化受环境温度与湿度的影响，因此温度分布对污秽信息的反应具有局限性。绝缘子等值盐密由物质成分、含量以及湿度共同决定，而高光谱与红外技术可以分别获取这两大层面的污秽信息，因此本发明专利结合高光谱图像与红外图像特征量，从污秽物质成分以及电气量两大方面综合利用污秽表征参数，解决单一图谱反应污秽信息有限的问题，实现对现场绝缘子污秽成分复杂表征困难的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种协同高光谱与红外技术的绝缘子等值盐密检测方法解决了现有绝缘子污秽检测局限性的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种协同高光谱与红外技术的绝缘子等值盐密检测方法，包括以下步骤：

S1、通过高光谱仪和红外成像仪分别采集输变电系统中若干样本绝缘子的高光谱图像和红外图像，将样本绝缘子的采集图像划分为N个扇形区域并计算各个区域实际面积S_i，i＝1,2,..,N，选择样本绝缘子的M个区域进行等值盐密测量，M∈(1，N)；

S2、以图像划分区域为单位，对高光谱图像的各个区域依次进行数字量化值校正、黑白校正和多元散射校正处理，对红外图像的各个区域依次进行图像去噪、图像增强和图像分割处理；

S3、在处理后的高光谱图像和红外图像的基础上，提取已测量等值盐密区域中有利于等值盐密划分的高光谱特征量和红外特征量；

S4、联合高光谱特征量和红外特征量，得到联合特征量，并将联合特征量作为映射关系模型中输入层的输入值，将样本绝缘子的等值盐密作为映射关系模型中输出层的输出值，利用BP神经网络建立联合特征量和等值盐密之间的映射关系模型；

S5、分别提取待检测绝缘子的高光谱图像和红外图像划分区域中有利于等值盐密划分的高光谱特征量和红外特征量并将特征量组合，通过映射关系模型识别待检测绝缘子表面各区域的等值盐密，获取整支绝缘子的等值盐密。

本发明的有益效果为：结合高光谱图像数据与红外图像数据，利用不同波段范围下绝缘子受污秽影响的信息，从不同角度反映绝缘子污秽状况，将不同光谱的优势集中，从污秽物质以及电气特征两大层面充分反应污秽状态，解决因现场绝缘子污秽成分复杂使得单一光谱数据信息有限的问题，同时此方法还能解决高光谱图像质量依赖于光照强度、绝缘子表面温度分布受温湿度影响的问题，避免由人工对绝缘子污秽程度直接测量带来的误差，更加高效准确的实现绝缘子污秽程度的整体评估，以便及时进行线路绝缘子的清扫工作，提高输电线路运行的可靠性与安全性。