基于3d紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝 置，屬于特高壓變電站設(shè)備運行狀態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 特高壓變電站變壓器的安全運行直接影響電網(wǎng)的安全可靠性，因此特高壓變電站 變壓器的狀態(tài)監(jiān)控非常必要。變壓器的諸多故障都W溫度異常表現(xiàn)出來，因此應用紅外熱 成像儀可W檢測到變壓器故障。由于特高壓變壓器體型的巨大，傳統(tǒng)的紅外熱圖像只能同 時獲取變壓器部分的紅外熱圖，無法知悉變壓器全局的溫度分布熱圖，再加上紅外熱圖信 息單一，只能反映變壓器溫度信息，無法涵蓋其他信息。
[0003] 全景圖像是一種能為用戶提供超過人雙眼正常有效視角或雙眼余光視角，乃至 360度超大視角瀏覽的實景圖片。全景圖像技術(shù)是基于圖像繪制技術(shù)的一種方式，與基于圖 形繪制技術(shù)相比，它具有數(shù)據(jù)獲取簡單、建模速度快，真實感強等優(yōu)點，在商務、軍事、旅游、 文化等領(lǐng)域得到了廣泛應用。紅外圖像只能給出目標的溫度信息，可見光擁有豐富的色彩 信息，能清晰顯示目標的輪廓和細節(jié)，但是不能顯示目標的溫度信息。綜合考慮紅外與可見 光圖像的特征和信息互補性，把兩者融合，實現(xiàn)在可見光圖像清晰顯示目標輪廓色彩細節(jié) 信息的基礎(chǔ)上面同時顯示紅外圖像溫度，細節(jié)信息的基礎(chǔ)上面同時顯示紅外圖像溫度，利 用運種信息的互補，呈現(xiàn)出一個信息更加豐富，全面的目標物體，對后續(xù)的目標識別、檢測 與跟蹤具有重要意義。
[0004] 3D技術(shù)可W讓人對觀測物體有一個更為清晰直觀的感觸，更能反映出對象的特 征。 陽0化]結(jié)合上述=種技術(shù)，獲取變壓器的3D紅外融合全景圖像，將更有利于對變壓器運 行狀態(tài)的觀測。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型的目的在于提供基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀 態(tài)檢測裝置，主要解決傳統(tǒng)的紅外熱圖像在特高壓變壓器運行狀態(tài)檢測時，只能同時獲取 變壓器部分的紅外熱圖，無法知悉變壓器全局的溫度分布熱圖的問題，因此不能全面觀察 變壓器的運行狀態(tài)，不能及早判斷出運行故障。本實用新型可W從不同角度無死角地觀察 變壓器的運行狀態(tài)，及早判斷出運行故障。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0008] 基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝置，包括鋪設(shè)于變 壓器周圍的圓形軌道，所述變壓器的中軸線通過圓形軌道的圓屯、，在圓形軌道上設(shè)置智能 可控小車，智能可控小車上通過支架設(shè)置攝像機，攝像機包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。 攝像機拍攝的圖像傳入計算機進行處理，利用圖像融合技術(shù)形成全景融合圖像，再生成3D 左右眼圖像，重新編碼，最終輸出到觸摸監(jiān)視屏上。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有W下有益效果：
[0010] 本實用新型能夠生動形象地反映出變壓器實時地運行狀態(tài)，可W從不同角度無死 角地觀察變壓器的運行狀態(tài)，及早判斷出運行故障。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下：
[oou] 1-變壓器，2-圓形軌道，3-智能可控小車，4-支架，5-攝像機。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括 但不限于下列實施例。 陽〇1引 實施例
[0016] 如圖1所示，基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝置，包 括鋪設(shè)于變壓器1周圍的圓形軌道2,變壓器1的中軸線通過圓形軌道2的圓屯、，在圓形軌 道2上設(shè)置智能可控小車3,智能可控小車3上通過支架4設(shè)置攝像機5,攝像機5包括紅 外攝像頭和可見光攝像頭。
[0017] 在本實施例中，支架4垂直于地面安裝于智能可控小車3上并且一端與智能可控 小車3固定，另一端設(shè)有用于安裝攝像機5的卡槽，該支架4為可伸縮支架，可調(diào)整高度，紅 外攝像頭和可見光攝像頭在垂直于地面的方向上上下分布。智能可控小車3根據(jù)設(shè)定的時 間間隔和速度在軌道上游走，也可通過外部遙控裝置調(diào)整其速度和時間間隔。
[0018] 基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測方法，主要由如下步 驟實現(xiàn)：
[0019] S1、首先，在變壓器1周圍鋪設(shè)一個圓形軌道2,變壓器1中軸線通過圓形軌道2圓 屯、，軌道鋪設(shè)方式要滿足特高壓變電站設(shè)計規(guī)范，圓形軌道2上設(shè)置智能可控小車3,將攝 像機5架設(shè)在智能可控小車3的支架上端，攝像機5包括紅外攝像頭和可見光攝像頭，智能 可控小車3根據(jù)設(shè)定的時間間隔和速度在軌道上游走；
[0020] S2、調(diào)整紅外攝像頭和可見光攝像頭的焦距，使兩者拍攝圖像的區(qū)域重疊面積最 大，智能可控小車3在圓形軌道2運行，每隔10°，攝像機5拍攝一組圖像，智能可控小 車3游走360°，總共形成36組可見光圖像和紅外圖像，拍照形成的相鄰圖像必須要有 20% -40%的重合部分，最后將36組圖像傳入計算機，等待計算機處理；
[0021] S3、將獲得的36組可見光圖像和紅外圖像進行預處理；
[0022] S4、對預處理后的可見光圖像和紅外圖像進行圖像融合，形成36張新的融合圖 像；
[0023]S5、利用圖像拼接技術(shù)對步驟S4形成的融合圖像進行拼接，形成變壓器360°全 景融合圖像；
[0024]S6、獲取步驟S5得到的360°全景融合圖像的深度圖； 陽0巧]S7、利用步驟S6獲得的深度圖和步驟S5形成的360°全景融合圖像，根據(jù)雙眼立 體視差模型，生成3D左眼和3D右眼圖像；
[0026] S8、針對不同的立體圖像顯示技術(shù)，對步驟S7形成的3D左眼圖像和3D右眼圖像 進行重新編碼，最終輸出到觸摸監(jiān)視屏上，用戶可W通過觸摸監(jiān)視屏觀察不同角度變壓器 的狀態(tài)。
[0027] 其中，步驟S3中，預處理的具體過程為：
[002引 S301、利用自適應中值濾波器對可見光圖像進行去噪處理；
[0029]S302、利用小波變換模極大值去噪算法對紅外圖像進行去噪處理；
[0030] S303、利用直方圖均衡法對去噪后的可見光圖像和紅外圖像進行增強處理。
[0031] 其中，步驟S4中，圖像融合的具體過程為：
[0032]S401、利用基于像素的圖像配準方法，對成對的可見光圖像和紅外圖像進行圖像 配準；
[0033]S402、利用HIS變換融合方法，對配準后的圖像進行融合操作。
[0034] 其中，步驟S5中，圖像拼接的具體過程為：
[0035]S501、利用基于區(qū)域的配準方法，對相鄰的融合圖像進行圖像對齊與匹配操作；
[0036] S502、利用加權(quán)平滑法對圖像重疊部分進行融合與邊界平滑。
[0037] 其中，步驟S6中獲取深度圖的具體過程為： 陽03引 S601、將步驟S5得到的360°全景融合圖像分解成圖像單元，即將圖像分成UXV 個子塊，可W通過預先實驗選擇最為合適的U和V;
[0039] S602、按照下面的公式計算每個子塊的深度值：
陽OW 其中，|Wri| +|Wj=l，Wri、Wud用于確定左到右、下到上的深度梯度權(quán)重，可W通過 多次試驗選擇合適的值；X、y為單位子塊中像素點的坐標值；Wi化h、hei曲t為圖片的寬度W及高度；pixel_number(R)為子塊中的像素點數(shù)，最終通過計算獲得360°全景融合圖像 的深度圖。
[0042] 其中，步驟S7中，生成3D左眼和3D右眼圖像的具體過程為：
[00創(chuàng) S701、將原圖像作為左眼圖像，只要生成相應的右眼圖像即可；
[0044] S702、確定視差為零的平面，將深度值居中的平面設(shè)為視差為零的平面，運樣部分 點顯示在屏幕前方，部分顯示在后方，還有一些顯示在屏幕上；
[0045] S703、確定視差最大值并對像素進行平移，利用公式
W及公式
計算出視差最大值；
[0046] 其中，Mm。、為視差最大值，單位為厘米，Mmgx(Pixel)為轉(zhuǎn)換成像素單位的視差最大 值，P為眼睛能感知的最大深度，B為兩眼距離，D為眼睛到屏幕的距離，Screen_D(pixel) 為屏幕對角線上的像素，Screen_D(cm)為屏幕對角線距離，將深度值歸一化后與視差最大 值相乘就可W得到每個深度值所對應的視差，再根據(jù)圖像中每個像素的視差對像素進行平 移，便可W生成右眼圖像。
[0047] 按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。值得說明的是，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計 的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本實用新型上做出的一些無實質(zhì)性的改動或潤 色，所采用的技術(shù)方案的實質(zhì)仍然與本實用新型一樣，故其也應當在本實用新型的保護范 圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，包括 鋪設(shè)于變壓器（1)周圍的圓形軌道（2)，所述變壓器（1)的中軸線通過圓形軌道（2)的圓 心，在圓形軌道（2)上設(shè)置智能可控小車（3)，智能可控小車（3)上通過支架（4)設(shè)置攝像 機（5)，攝像機（5)包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測 裝置，其特征在于，所述支架（4)垂直于地面安裝于智能可控小車（3)上，一端與智能可控 小車（3)固定，另一端設(shè)有用于安裝攝像機（5)的卡槽，并且該支架（4)為可伸縮支架。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測 裝置，其特征在于，紅外攝像頭和可見光攝像頭在垂直于地面的方向上上下分布。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行 狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，還包括與攝像機（5)無線連接的計算機和與計算機連接的觸 摸監(jiān)視屏。
【專利摘要】本實用新型公開了基于3D紅外全景圖像的特高壓變電站變壓器運行狀態(tài)檢測裝置。解決傳統(tǒng)的紅外熱圖像在特高壓變壓器運行狀態(tài)檢測時，只能同時獲取變壓器部分的紅外熱圖，無法知悉變壓器全局的溫度分布熱圖的問題。該檢測裝置包括鋪設(shè)于變壓器周圍的圓形軌道，所述變壓器的中軸線通過圓形軌道的圓心，在圓形軌道上設(shè)置智能可控小車，智能可控小車上通過支架設(shè)置攝像機，攝像機包括紅外攝像頭和可見光攝像頭。利用圖像融合技術(shù)形成全景融合圖像，再生成3D左右眼圖像，重新編碼，最終輸出到觸摸監(jiān)視屏上。使本實用新型能夠生動形象地反映出變壓器實時地運行狀態(tài)，可以從不同角度無死角地觀察變壓器的運行狀態(tài)，及早判斷出運行故障。
【IPC分類】H04N5/262, H04N7/18, H04N13/00
【公開號】CN204993689
【申請?zhí)枴緾N201520830032
【發(fā)明人】王啟銀, 陳運武, 王旭東, 喬立偉, 張慶華
【申請人】國網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 西南交通大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月23日