[发明专利]一种基于共轴光路成像的设备故障诊断系统

权利要求书

1.一种基于共轴光路成像的设备故障诊断系统，其特征在于，通过采集故障设备的可见光图像数据、红外光图像数据并进行融合，得到红外可见光融合数据，通过红外可见光融合数据对故障设备进行设备故障诊断；其中，所述可见光图像数据、红外光图像数据通过共轴光路成像设备对故障设备进行共轴图像采集，叠加融合得到；

所述共轴光路成像设备包括摄像镜头、二向色镜、复眼透镜、汇聚透镜、可见光图像传感器、红外光图像传感器和图像融合处理单元；所述摄像镜头用于采集成像区域内的混合波段光，所述混合波段光包括可见光波段和红外光波段，所述可见光波段和红外光波段呈共轴状态；所述二向色镜用于对混合波段光进行分光处理，包括透光面与反光面，所述可见光波段通过透光面透出，进入可见光支路；所述红外光波段通过反光面反射射出，进入红外光支路；所述可见光支路处设置有复眼透镜，并透过复眼透镜射在可见光图像传感器上；所述红外光支路依次设置有复眼透镜、汇聚透镜，并透过复眼透镜、汇聚透镜射在红外光图像传感器；所述可见光图像传感器、红外光图像传感器分别与图像融合处理单元电性连接，所述图像融合处理单元输出红外可见光融合数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于共轴光路成像的设备故障诊断系统，其特征在于，所述可见光图像传感器通过如下步骤得到可见光图像数据：

S1混合波段光通过摄像镜头进入共轴光路成像设备；

S2通过二向色镜将对混合波段光进行分光处理，可见光波段通过透光面透出，进入可见光支路；

S3通过复眼透镜对可见光支路的可见光波段进行均光整形；

S4通过可见光图像传感器采集可见光图像数据，所述可见光图像传感器包括若干感光点，每个感光点采集对应位置的像素信息，所述可见光图像数据以F(X，Y)；X＜M，Y＜N进行表示，其中,X，Y分别表示可见光图像的像素点坐标，F(X,Y)表示对应像素点坐标的像素信息，所述可见光图像数据的分辨率为M*N。

3.根据权利要求2所述的一种基于共轴光路成像的设备故障诊断系统，其特征在于，所述红外光图像传感器通过如下步骤得到红外光图像数据：

D1混合波段光通过摄像镜头进入共轴光路成像设备；

D2通过二向色镜将对混合波段光进行分光处理，红外光波段通过反光面反射射出，进入红外光支路；

D3通过复眼透镜对红外光支路的红外光波段进行均光整形；

D4通过汇聚透镜对对红外光支路的红外光波段进行汇聚增强；

D4通过红外光图像传感器采集红外光图像数据，所述红外光图像传感器包括若干红外感光点，每个红外感光点采集对应位置的红外像素信息，所述红外光图像数据以G(A，B)；A＜P，B＜Q进行表示，其中,A，B分别表示红外光图像的像素点坐标，G(A,B)表示对应像素点坐标的像素信息，所述红外光图像数据的分辨率为P*Q。

4.根据权利要求3所述的一种基于共轴光路成像的设备故障诊断系统，其特征在于，所述图像融合处理单元通过如下步骤得到红外可见光融合数据:

G1分别采集可见光图像数据、红外光图像数据；

G2比较可见光图像数据、红外光图像数据的分辨率，并计算行差值(M-P)与列差值(N-Q)；

G3通过超分辨率算法对红外光图像数据进行插值，并按照差值(M-P)与列差值(N-Q)将红外光图像数据分辨率提高为M*N，其中，G(X，Y)；X＜M，Y＜N；可见光图像数据、红外光图像数据目标范围和分辨率相同，像素坐标一一对应；

G4根据预置的红外测温算法C(X，Y)，对红外光图像数据G(X，Y)进行红外-温度转换，将红外光图像数据G(X，Y)的原始灰度数据转换为温度值数据P(X，Y)＝C(X，Y)×G(X，Y)；

G5构建红外可见光融合数据，所述红外可见光融合数据通过三维数据D(X,Y,Z)进行表示，其中，所述三维数据D(X,Y,Z)的X轴数据、Y轴数据分别使用可见光图像数据F(X，Y)进行对应填充；Z轴数据使用对应X,Y坐标的温度值数据P(X，Y)进行填充。