CN112699897B - 一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法及***。所述方法包括以下步骤：获取包含瓷质绝缘子串导线端与接地端特征的分段红外图像；分别提取每段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的分段温度曲线；找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的温度曲线进行拼接；将融合温度曲线和拼接温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。本发明解决了特高压大吨位瓷绝缘子串身过长导致单张红外热像图谱无法包含整串特征的问题。
Description
技术领域
本发明涉及特高压大吨位瓷绝缘子检测技术领域，具体是一种用于特高压大吨位长串瓷质绝缘子红外特征分析的铁帽温度曲线拼接方法及***。
背景技术
瓷绝缘子是一种常见的电气绝缘设备，在各电压等级输电线路、变电站中应用十分广泛。在长期运行过程中，绝缘子串受到强机电负荷、酸雨、大风、覆冰、紫外线、污秽、温湿度剧变等多种复杂因素影响，绝缘子的绝缘性能和机械化性能会逐渐下降，从而产生零值或低值绝缘子的劣化故障。低零值绝缘子的存在，将可能导致局放、闪络甚至炸裂、掉串等现象，对电网安全稳定运行构成巨大威胁。
随着我国特高压输变电技术的不断发展，特高压大吨位瓷质绝缘子在电力***中的应用也越来越普遍。相比常规高电压绝缘子，特高压大吨位绝缘子串更长，安装高度更大，绝缘裕度更小，电场分布更复杂。因此，对于特高压大吨位瓷绝缘子的劣化检测引起越来越多的关注。
目前，瓷绝缘子低零值检测方法主要分为两类。一类是电量检测法：主要包括火花间隙法、绝缘电阻法、电压分布法、泄露电流法等。使用这些方法检测时，人工操作难度大，风险高，效率低且易造成误检和漏检。另一类是非电量检测法：主要包括红外热像法、紫外成像法、超声波法等。其中，红外热像法是最常用的非接触式带电检测方法。其原理是根据劣化绝缘子铁帽与相邻正常绝缘子铁帽相比呈现不同温升特征来进行判别(又称铁帽温差阈值法)。在现场运维检修过程中，目前普遍以电力行业标准DL/T 664-2016《带电设备红外诊断应用规范》中规定的铁帽处正负1K温差分别作为低、零值绝缘子红外检测的判别依据。
采用配有标准镜头的红外热像仪拍摄特高压长串绝缘子时，由于距离远难以将整串绝缘子在一张红外图像里完整、清晰拍下，存在单张红外图像无法包含整串特征的困难；若采用长焦镜头，即使整串绝缘子能够在同一张图里拍下，但无法保证足够的图像分辨率，造成其红外特征提取难度极大，不利于绝缘子劣化诊断分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于特高压大吨位长串瓷质绝缘子红外特征分析的特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法及***，该方法可以通过包括同串瓷绝缘子导线端与接地端特征的分段红外图像获取绝缘子串的整串温度特征，解决单张红外图像无法包含整串特征的难题。
为了达到上述技术目的，本发明提供的技术方案为一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，其特征在于，具体包括以下具体步骤：
步骤一：获取同一瓷质绝缘子串的分段红外图像；
步骤二：分别提取每段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
步骤三：找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
步骤四：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；
步骤五：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
步骤六：将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
本发明进一步的技术方案：：所述步骤一中获取同一瓷质绝缘子串的分段红外图像包括两张，其中一张包含瓷质绝缘子串导线端特征，另一张包含瓷质绝缘子串接地端特征，且两张瓷质绝缘子串的分段红外图像所包含的瓷质绝缘子片部分重合。。
本发明较优的技术方案：：所述步骤二中利用机器视觉技术或人工检测方法提取每段红外图像中的瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线。
本发明进一步的技术方案：对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，其融合的具体步骤如下：
(1)按照公式①计算瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np，计算公式如下：
np＝n1+n2-n①
式中，n1、n2分别为包含瓷质绝缘子串导线端特征和包含瓷质绝缘子串接地端特征的两张红外图像中的绝缘子片数，n为瓷质绝缘子串的绝缘子总片数；
(2)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci，并绘制出np片相同绝缘子的融合温度曲线Tc：
式中，T1,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T1中的温度值；
T2,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T2中的温度值；
ηi为加权系数，η为边缘衰减因子；
np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数；
i为重叠的np片相同绝缘子中待计算瓷质绝缘子片的顺序。
本发明进一步的技术方案：对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同瓷质绝缘子片的非重叠部分温度曲线进行拼接，其拼接的过程如下：
(1)按照公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
式中，Tc1为融合温度曲线中第1片瓷质绝缘子取值；n1为瓷质绝缘子分段温度曲线S1中包含的瓷质绝缘子片数；为瓷质绝缘子分段温度曲线T1中位于重叠区的第一片瓷质绝缘子取值；/>为融合温度曲线中最后一片瓷质绝缘子取值，/>为瓷质绝缘子分段温度曲线T2中位于重叠区的最后一片瓷质绝缘子取值；np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np；
(2)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，并绘制出瓷质绝
缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值曲线；
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
式中：d1和d2分别为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数；
T1’和T2’分别为两条分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片的温度值；
(3)根据融合温度曲线Tc、瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线Td1和瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线Td2中的数值通过公式⑧对三组数据进行拼接，得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线数据T：
T＝[Td1,Tc,Td2] ⑧
Tc瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的融合曲线；
Td1瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线；
Td2瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线。
本发明较优的技术方案：所述机器视觉技术包括图像识别算法或特征提取算法方法。
为了达到上述技术目的，本发明还提供了一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接***，其特征在于，所述拼接***包括：
分段红外图像采集模块，用于采集同一瓷质绝缘子串的分段红外图像；
温度提取及曲线绘制模块，用于对采集的每段红外图像进行预处理，提取每段红外图像帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
绝缘子片查找模块，用于找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
曲线融合模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；
曲线拼接模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
整合模块，用于将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
本发明进一步的技术方案：所述分段红外图像采集模块用于采集同一瓷质绝缘子串的两张分段红外图像，其中一张包含瓷质绝缘子串导线端特征，另一张包含瓷质绝缘子串接地端特征。
本发明进一步的技术方案：所述曲线融合模块对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，其融合的具体步骤如下：
(1)按照公式①计算瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np，计算公式如下：
np＝n1+n2-n①
式中，n1、n2分别为包含瓷质绝缘子串导线端特征和包含瓷质绝缘子串接地端特征的两张红外图像中的绝缘子片数，n为瓷质绝缘子串的绝缘子总片数；
(2)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci，并绘制出np片相同绝缘子的融合温度曲线Tc：
式中，T1,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T1中的温度值；
T2,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T2中的温度值；
ηi为加权系数，η为边缘衰减因子；
np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数；
i为重叠的np片相同绝缘子中待计算瓷质绝缘子片的顺序。
本发明进一步的技术方案：所述曲线拼接模块用于对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同瓷质绝缘子片的非重叠部分温度曲线进行拼接，其拼接的过程如下：
(1)按照公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
式中，Tc1为融合温度曲线中第1片瓷质绝缘子取值；n1为瓷质绝缘子分段温度曲线S1中包含的瓷质绝缘子片数；为瓷质绝缘子分段温度曲线T1中位于重叠区的第一片瓷质绝缘子取值；/>为融合温度曲线中最后一片瓷质绝缘子取值，/>为瓷质绝缘子分段温度曲线T2中位于重叠区的最后一片瓷质绝缘子取值；np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np；
(2)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，并绘制出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值曲线；
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
式中：d1和d2分别为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数；
T1’和T2’分别为两条分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片的温度值；
(3)根据融合温度曲线Tc、瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线Td1和瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线Td2中的数值通过公式⑧对三组数据进行拼接，得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线数据T：
T＝[Td1,Tc,Td2] ⑧
Tc瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的融合曲线；
Td1瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线；
Td2瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线。
本发明与现有的220kV及以下电压等级绝缘子红外检测技术相比，本发明创造性地提出了多图拼接、数据融合等算法，可有效解决特高压大吨位瓷绝缘子串身过长导致单张红外热像图谱无法包含整串特征的问题，具有较高的技术先进性和广泛的适用性。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的***框图；
图3和图4为实施例中两段温度曲线的拼接过程；
图5是实施例中两段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2；
图6是实施例中拼接完成的完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明中提供的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，具体包括以下具体步骤：
步骤一：获取包含瓷质绝缘子串导线端与瓷质绝缘子串接地端特征的分段红外图像；
步骤二：分别提取每段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
步骤三：找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
步骤四：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；
步骤四：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
步骤五：将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
实施例中的特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，具体是通过两张同一瓷质绝缘子串的分段红外图像对特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接，其中一张包含瓷质绝缘子串导线端特征，另一张包含瓷质绝缘子串接地端特征，两张瓷质绝缘子串的分段红外图像所包含的瓷质绝缘子片数部分重合，且两张瓷质绝缘子串的分段红外图像所包含所有的瓷质绝缘子片；利用机器视觉技术提取分别提取两段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出两段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2；所述提取红外图像中绝缘子温度特征曲线的机器视觉技术包括图像识别算法、特征提取算法或人工检测方法。将瓷质绝缘子的两段分段温度曲线进行融合、拼接的具体过程如下：
(1)按照公式①计算瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np，计算公式如下：
np＝n1+n2-n①
式中，n1、n2分别为包含瓷质绝缘子串导线端特征和包含瓷质绝缘子串接地端特征的两张红外图像中的绝缘子片数，n为瓷质绝缘子串的绝缘子总片数；
(2)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci，并绘制出np片相同绝缘子的融合温度曲线Tc：
式中，T1,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T1中的温度值；
T2,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T2中的温度值；
ηi为加权系数，η为边缘衰减因子；
np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数；
i为重叠的np片相同绝缘子中待计算瓷质绝缘子片的顺序。
(3)按照公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
式中，Tc1为融合温度曲线中第1片瓷质绝缘子取值；n1为瓷质绝缘子分段温度曲线S1中包含的瓷质绝缘子片数；为瓷质绝缘子分段温度曲线T1中位于重叠区的第一片瓷质绝缘子取值；/>为融合温度曲线中最后一片瓷质绝缘子取值，/>为瓷质绝缘子分段温度曲线T2中位于重叠区的最后一片瓷质绝缘子取值；np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np；
(4)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，并绘制出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值曲线；
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
式中：d1和d2分别为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数；
T1’和T2’分别为两条分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片的温度值；
(5)根据融合温度曲线Tc、瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线Td1和瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线Td2中的数值通过公式⑧对三组数据进行拼接，得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线数据T：
T＝[Td1,Tc,Td2] ⑧
Tc瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的融合曲线；
Td1瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线；
Td2瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线。
如图2所示，本发明中提供的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接***，其特征在于，所述拼接***包括：
分段红外图像采集模块，用于采集包含瓷质绝缘子串导线端与瓷质绝缘子串接地端特征的分段红外图像；
温度提取及曲线绘制模块，用于对采集的每段红外图像进行预处理，提取每段红外图像帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
绝缘子片查找模块，用于找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
曲线融合模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；
曲线拼接模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
整合模块，用于将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
下面结合具体实施例，对本发明中的温度曲线拼接方法进一步说明，实施例中的瓷质绝缘子串为某1000kV输电线路绝缘子串，该绝缘子串包括54片同型号瓷质绝缘子，由于绝缘子串为特高压大吨位长串瓷绝缘子，无法在同一张红外图像中将所有的瓷质绝缘子特征全部包含，为了能够通过两张不同段红外图像得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线，采用本发明中的拼接方法进行拼接，其具体拼接过程如图3和图4，具体步骤如下：
(1)通过同一瓷质绝缘子串，获取两张分别包含该瓷质绝缘子串首部特征与尾部特征，且片数和超过绝缘子串总片数4片的红外热像图谱；
(2)利用机器视觉技术提取分别提取两段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出同串绝缘子两段红外图像中的瓷质绝缘子铁帽温度分布曲线T1和T2，两段瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2具体如图5所示；所述提取红外图像中绝缘子温度特征曲线的机器视觉技术包括图像识别算法、特征提取算法或人工检测方法；
(3)将图5中每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片，然后找出两段分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度值，其中分段温度曲线T1在重叠区的数据为：
27.198
27.248
27.274
27.242
27.33
27.348
27.348
27.442
分段温度曲线T2在重叠区的数据为：
26.782
26.624
26.648
26.548
26.606
26.538
26.608
26.396
(4)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci：
取步骤(3)中的两组数据经过式公式②和③进行运算得出Tci值如下：
26.99
26.936
26.961
26.895
26.968
26.943
26.978
26.919
以上计算过程中，衰减因子设置为1，各ηi数值均等于1；并根据计算出来的数值绘制出融合温度曲线Tc；
(5)将上述计算的数值带入公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
其计算出来的d1＝0.208；d2＝0.523；
瓷质绝缘子分段温度曲线T1在非重叠区的曲线数据如下：
27.7
27.534
27.36
27.202
27.158
27.25
27.21
27.152
27.15
27.168
27.114
27.02
27.152
27.134
27.044
26.988
27.038
27.056
27.17
27.274
27.212
瓷质绝缘子分段温度曲线T2在非重叠区的曲线数据如下：
26.274
26.292
26.224
26.286
26.25
26.164
26.114
26.076
26.076
26.198
26.174
26.198
26.25
26.34
26.43
26.504
26.434
26.632
26.608
26.66
26.736
26.658
26.728
26.816
26.65
令以上数据分别于相应的偏移值相加，得到偏移曲线：
(6)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
瓷质绝缘子分段温度曲线T1在非重叠区偏移曲线数值：
Td1：
27.492
27.326
27.152
26.994
26.95
27.042
27.002
26.944
26.942
26.96
26.906
26.812
26.944
26.926
26.836
26.78
26.83
26.848
26.962
27.066
27.004
瓷质绝缘子分段温度曲线T1在非重叠区偏移曲线数值：
Td2：
26.797
26.815
26.747
26.809
26.773
26.687
26.637
26.599
26.599
26.721
26.697
26.721
26.773
26.863
26.953
27.027
26.957
27.155
27.131
27.183
27.259
27.181
27.251
27.339
27.173
(7)根据步骤(4)中融合温度曲线Tc中的数值，以及步骤(6)中偏移数值Td1，Td2，将三组数据按式T＝[Td1,Tc,Td2]进行拼接成完整的瓷质绝缘子串全串铁帽温度分布曲线，如图6所示。
本发明中边缘衰减因子是由于特征靠近图像边缘，其取值可靠性下降形成的。在两张红外热像图谱中，绝缘子串特征均延续到图像边缘。合理的设置边缘衰减因子可以兼顾两张红外图像重叠区的特征信息，使融合拼接后的温度曲线在重叠去既能平稳过度，又不损失特征。
本发明通过两张同串瓷绝缘子局部红外特征图像获取绝缘子串的整串温度特征，解决单张红外图像无法包含整串特征的难题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一：获取同一瓷质绝缘子串的分段红外图像；所述获取同一瓷质绝缘子串的分段红外图像包括两张，其中一张包含瓷质绝缘子串导线端特征，另一张包含瓷质绝缘子串接地端特征，且两张瓷质绝缘子串的分段红外图像所包含的瓷质绝缘子片部分重合；
步骤二：分别提取每段红外图像中每片瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
步骤三：找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
步骤四：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合的具体步骤如下：
(1)按照公式①计算瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np，计算公式如下：
np＝n1+n2-n ①
式中，n1、n2分别为包含瓷质绝缘子串导线端特征和包含瓷质绝缘子串接地端特征的两张红外图像中的绝缘子片数，n为瓷质绝缘子串的绝缘子总片数；
(2)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci，并绘制出np片相同绝缘子的融合温度曲线Tc：
式中，T1,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T1中的温度值；
T2,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T2中的温度值；
ηi为加权系数，η为边缘衰减因子；
np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数；
i为重叠的np片相同绝缘子中待计算瓷质绝缘子片的顺序；
步骤五：将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
步骤六：将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
2.根据权利要求1所述的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，其特征在于：所述步骤二中利用机器视觉技术或人工检测方法提取每段红外图像中的瓷质绝缘子的铁帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线。
3.根据权利要求1所述的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，其特征在于对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同瓷质绝缘子片的非重叠部分温度曲线进行拼接，其拼接的过程如下：
(1)按照公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
式中，Tc1为融合温度曲线中第1片瓷质绝缘子取值；n1为瓷质绝缘子分段温度曲线S1中包含的瓷质绝缘子片数；为瓷质绝缘子分段温度曲线T1中位于重叠区的第一片瓷质绝缘子取值；/>为融合温度曲线中最后一片瓷质绝缘子取值，/>为瓷质绝缘子分段温度曲线T2中位于重叠区的最后一片瓷质绝缘子取值；np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np；
(2)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，并绘制出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值曲线；
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
式中：d1和d2分别为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数；
T1’和T2’分别为两条分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片的温度值；
(3)根据融合温度曲线Tc、瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线Td1和瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线Td2中的数值通过公式⑧对三组数据进行拼接，得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线数据T：
T＝[Td1,Tc,Td2] ⑧
Tc瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的融合曲线；
Td1瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线；
Td2瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线。
4.根据权利要求2所述的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接方法，其特征在于：所述机器视觉技术包括图像识别算法或特征提取算法方法。
5.一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接***，其特征在于，所述拼接***包括：
分段红外图像采集模块，用于采集同一瓷质绝缘子串的分段红外图像；所述分段红外图像采集模块用于采集同一瓷质绝缘子串的两张分段红外图像，其中一张包含瓷质绝缘子串导线端特征，另一张包含瓷质绝缘子串接地端特征；
温度提取及曲线绘制模块，用于对采集的每段红外图像进行预处理，提取每段红外图像帽温度，并绘制出每段红外图像中的瓷质绝缘子分段温度曲线；
绝缘子片查找模块，用于找出每条瓷质绝缘子分段温度曲线在瓷质绝缘子串中对应的绝缘子片；
曲线融合模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，生成融合温度曲线；所述曲线融合模块对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应相同瓷质绝缘子片的重叠部分温度曲线进行融合，其融合的具体步骤如下：
(1)按照公式①计算瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np，计算公式如下：
np＝n1+n2-n①
式中，n1、n2分别为包含瓷质绝缘子串导线端特征和包含瓷质绝缘子串接地端特征的两张红外图像中的绝缘子片数，n为瓷质绝缘子串的绝缘子总片数；
(2)按照公式②和③计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2对应的np片相同绝缘子中每片绝缘子的融合温度Tci，并绘制出np片相同绝缘子的融合温度曲线Tc：
式中，T1,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T1中的温度值；
T2,i为重叠的np片相同绝缘子中第i片绝缘子在瓷质绝缘子分段温度曲线T2中的温度值；
ηi为加权系数，η为边缘衰减因子；
np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数；
i为重叠的np片相同绝缘子中待计算瓷质绝缘子片的顺序；
曲线拼接模块，用于将不同段瓷质绝缘子分段温度曲线中对应的不相同瓷质绝缘子的非重叠部分温度曲线进行拼接；
整合模块，用于将融合温度曲线和拼接的温度曲线融合成完整的瓷质绝缘子串温度曲线。
6.根据权利要求5所述的一种特高压瓷质绝缘子串铁帽温度曲线拼接***，其特征在于所述曲线拼接模块用于对两段同一瓷质绝缘子串的分段红外图像的瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同瓷质绝缘子片的非重叠部分温度曲线进行拼接，其拼接的过程如下：
(1)按照公式④和公式⑤分别计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数d1和d2，计算公式如下：
式中，Tc1为融合温度曲线中第1片瓷质绝缘子取值；n1为瓷质绝缘子分段温度曲线S1中包含的瓷质绝缘子片数；为瓷质绝缘子分段温度曲线T1中位于重叠区的第一片瓷质绝缘子取值；/>为融合温度曲线中最后一片瓷质绝缘子取值，/>为瓷质绝缘子分段温度曲线T2中位于重叠区的最后一片瓷质绝缘子取值；np为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的相同绝缘子片的片数np；
(2)通过如下偏移公式⑥和⑦计算出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片非重叠部分的温度值T1’和T2’进行修正得到瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值Td1和Td2，并绘制出瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2非重叠部分的温度偏移值曲线；
Td1＝T1'+d1 ⑥
Td2＝T2'+d2 ⑦
式中：d1和d2分别为瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的偏移系数；
T1’和T2’分别为两条分段温度曲线T1和T2中对应的不相同绝缘子片的温度值；
(3)根据融合温度曲线Tc、瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线Td1和瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线Td2中的数值通过公式⑧对三组数据进行拼接，得到完整的瓷质绝缘子串温度曲线数据T：
T＝[Td1,Tc,Td2] ⑧
Tc瓷质绝缘子分段温度曲线T1和T2的融合曲线；
Td1瓷质绝缘子分段温度曲线T1的偏移曲线；
Td2瓷质绝缘子分段温度曲线T2的偏移曲线。
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