[发明专利]一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法

说明书

本发明公开了一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，首先构建紫外和可见光图像配准参数标定系统，在各个固定距离，使用紫外可见双光谱相机采集紫外和可见光待配准图像；然后对待配准的紫外和可见光图像进行预处理，通过轮廓检测和圆心检测得到各LED在图像上的坐标；再根据可见光LED的坐标计算出紫外LED在可见光图像上的坐标，计算出紫外和可见光配准的最优仿射变换矩阵；构建电力设备现场实时图像配准系统，在电力设备放电检测现场采集放电信号的紫外和可见光图像，并用激光测距仪记录相机到电力设备的拍摄距离；最后根据拍摄距离选取对应的仿射变换矩阵，完成紫外和可见光图像的配准、融合和显示。本发明可以对拍摄到的紫外和可见光图像进行距离自适应的实时配准，实现电力设备现场的实时放电检测。

技术领域

本发明涉及电力设备放电检测和图像处理领域，特别涉及一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法。

背景技术

近年来，随着电力系统的迅速发展，电网覆盖范围扩大，电力设备的安全稳定运行也日益重要。由于电力设备大多布设在室外，不可避免地存在绝缘老化等情况，因此可能存在着局部放电现象。局部放电所产生的电晕会浪费电能，进一步损耗电力设备绝缘子，干扰无线电通讯等，严重影响到电力设备的安全运行。因此，及时发现电力设备的电晕放电现象并确定放电位置日益迫切。

电晕放电时发出的光线包括可见光，红外线和紫外线。早期的放电检测多利用人工目视或远红外望远镜检查，而当人工目视能看到可见光信号，或远红外望远镜能检测到红外信号时，放电位置往往已严重破损且出现发热现象，且这两种方法都容易受到太阳光照的干扰，应用效果不够理想。而太阳光线中照射到地球的紫外线波长都在280nm以上，280nm以下的区间成为日盲区。电晕放电产生的紫外线有一部分波长在280nm以下，利用紫外相机对其进行探测，可避免太阳光的干扰。

单独的紫外相机只能探测到放电信号，不能识别具体的放电位置，利用紫外可见双光谱相机可以实现对电晕信号的发现与定位。紫外可见双光谱相机拍摄到的紫外和可见光图像需要进行配准和融合，才能清楚地看到放电信号的实际位置。图像配准方法主要包括基于像素、基于特征以及基于模型的配准方法三类，其中基于特征的配准方法计算量小，速度快，应用最为广泛。然而在紫外图像中，很难找到足够的紫外特征点与可见光特征点进行匹配。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法。能够实现根据拍摄距离自动选择对应仿射变换矩阵，并进行紫外和可见光图像配准的功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，包括如下步骤：

步骤S01：构建紫外和可见光图像配准参数标定系统，在各个固定距离，使用紫外可见双光谱相机采集紫外和可见光待配准图像；

步骤S02：对待配准的紫外和可见光图像进行预处理，再通过轮廓检测和圆心检测得到各LED在图像上的坐标；

步骤S03：根据可见光LED的坐标计算出紫外LED在可见光图像上的坐标，使用RANSAC算法计算紫外和可见光配准的最优仿射变换矩阵；

步骤S04：构建电力设备现场实时图像配准系统，在电力设备放电检测现场采集放电信号的紫外和可见光图像，并用激光测距仪记录相机到电力设备的拍摄距离；

步骤S05：根据拍摄距离选取对应的仿射变换矩阵，完成紫外和可见光图像的配准、融合和显示。

进一步，在步骤S01中，构建的紫外和可见光图像配准参数标定系统包括供电系统、紫外和可见光LED标定板、紫外可见双光谱相机和激光测距仪传感器。

进一步，在步骤S03中，使用RANSAC算法计算最优仿射变换模型。