本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備缺陷診斷系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力電纜在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣，并且在現(xiàn)代化的城市中占有著重要地位。電力電纜的終端及中間接頭是整個電纜系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，是電纜故障的高發(fā)部位，瓷套終端由于其一般處在較高的平臺之上并且其內(nèi)絕緣的不可見，如何對其進(jìn)行有效的監(jiān)測是我們現(xiàn)如今所要探討的。

由于我國國土遼闊，地形復(fù)雜，平原少丘陵及山區(qū)較多，氣象條件復(fù)雜，對于超高壓和特高壓電網(wǎng)等大型工程的初期規(guī)劃建設(shè)，到建成后的日常巡查維護(hù)，現(xiàn)有的常規(guī)測試和檢查手段已不能滿足其快速高效的要求。而隨著自動控制技術(shù)GPS導(dǎo)航技術(shù)航空遙感測繪技術(shù)及無線通信技術(shù)等的發(fā)展，無人機的使用已從軍事領(lǐng)域拓展到許多民用領(lǐng)域，如地球物理探測、災(zāi)情監(jiān)測、農(nóng)作物監(jiān)測等，其中利用無人機完成電力建設(shè)規(guī)劃及巡查任務(wù)也在逐步實現(xiàn)。通常，電氣設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常，特別是外部裸露部分的故障點的溫度，參照GB 763—1990《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》、DL/T664—2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》來判別最高允許溫度和允許溫升，能做出大致的故障判斷。然而，溫度的測量受到很多因素的影響，進(jìn)行準(zhǔn)確判斷往往比較困難，需要檢測人員的經(jīng)驗，從而使得結(jié)果準(zhǔn)確性不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括無人機、紅外熱像儀和缺陷診斷處理器，所述的紅外熱像儀設(shè)置在無人機上，所述的缺陷檢測處理器連接所述的紅外熱像儀；

無人機在電力設(shè)備上方進(jìn)行巡檢，所述的紅外熱像儀拍攝電力設(shè)備表面的紅外偽彩色圖像并發(fā)送至缺陷診斷處理器，缺陷診斷處理器對紅外偽彩色圖像進(jìn)行分析并確定電力設(shè)備的缺陷。

所述的缺陷診斷處理器包括：

紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換單元：該單元用于將紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像，每一個像素點對應(yīng)一個溫度值；

缺陷判定單元：該單元將溫度圖像中每一個像素點對應(yīng)的溫度與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)點的溫度閾值進(jìn)行對比并確定是否存在缺陷；

缺陷標(biāo)記單元：該單元用于將缺陷判定模塊中判定的缺陷所在的像素點在紅外偽彩色圖像中進(jìn)行標(biāo)記并將標(biāo)記后的圖像輸出。

所述的紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換單元包括偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊以及熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊，偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊將紅外偽彩色圖像中的每個像素點的偽彩色值轉(zhuǎn)換為熱值，進(jìn)而熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊將每個像素點的熱值轉(zhuǎn)換為溫度值并輸出溫度圖像。

所述的偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊具體通過如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

I＝[(X-128)R/265]+L，

其中，I為紅外偽彩色圖像中偽彩色值對應(yīng)的熱值，X為偽彩色值，R為紅外熱像儀的熱范圍，L為紅外熱像儀的熱平。

所述的熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊具體通過如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

I₀＝I/(τξ)，

其中，I₀為電力設(shè)備表面的實際熱值，τ為透射率，ξ為物體發(fā)射率，t為溫度值，A，B為紅外熱像儀標(biāo)定曲線常數(shù)，C為常數(shù)，對于短波系統(tǒng)，C＝l。

一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷方法，該方法包括如下步驟：

(1)將紅外熱像儀設(shè)置在無人機上，無人機在電力設(shè)備上方進(jìn)行巡檢，紅外熱像儀拍攝電力設(shè)備表面的紅外偽彩色圖像；

(2)對紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像，每一個像素點對應(yīng)一個溫度值；

(3)將溫度圖像中每一個像素點對應(yīng)的溫度與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)點的溫度閾值進(jìn)行對比并確定是否存在缺陷；

(4)將缺陷所在的像素點在紅外偽彩色圖像中進(jìn)行標(biāo)記并將標(biāo)記后的圖像輸出。

步驟(2)中將紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像具體通過下述方法實現(xiàn)：

獲取紅外偽彩色圖像中每一個像素點的偽彩色值，計算每個像素點對應(yīng)的熱值，然后根據(jù)每個像素點對應(yīng)的熱值計算電力設(shè)備表面的溫度值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)采用無人機攜帶紅外熱像儀拍攝電力設(shè)備的紅外偽彩色圖像并根據(jù)紅外偽彩色圖像進(jìn)行缺陷診斷，可以提高巡檢作業(yè)的質(zhì)量和科學(xué)管理技術(shù)水平，可以增強電力生產(chǎn)自動化綜合能力，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

(2)通過將紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像，從而很方便得根據(jù)電力設(shè)備表面的溫度進(jìn)行缺陷診斷，診斷結(jié)果可靠；

(3)缺陷診斷處理器中的缺陷標(biāo)記單元將缺陷點進(jìn)行標(biāo)記并將標(biāo)記好的圖像輸出，便于后續(xù)進(jìn)行人工輔助判斷以及維修處理，方便高效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中，1為紅外熱像儀，2為缺陷診斷處理器，3為數(shù)據(jù)庫，21為紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換單元，22為缺陷判定單元，23為缺陷標(biāo)記單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

如圖1所示，一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括無人機、紅外熱像儀1和缺陷診斷處理器2，紅外熱像儀1設(shè)置在無人機上，缺陷檢測處理器連接紅外熱像儀1；

無人機在電力設(shè)備上方進(jìn)行巡檢，紅外熱像儀1拍攝電力設(shè)備表面的紅外偽彩色圖像并發(fā)送至缺陷診斷處理器2，缺陷診斷處理器2對紅外偽彩色圖像進(jìn)行分析并確定電力設(shè)備的缺陷。

缺陷診斷處理器2包括：

紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換單元21：該單元用于將紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像，每一個像素點對應(yīng)一個溫度值；

缺陷判定單元22：該單元將溫度圖像中每一個像素點對應(yīng)的溫度與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫3中的對應(yīng)點的溫度閾值進(jìn)行對比并確定是否存在缺陷；

缺陷標(biāo)記單元23：該單元用于將缺陷判定模塊中判定的缺陷所在的像素點在紅外偽彩色圖像中進(jìn)行標(biāo)記并將標(biāo)記后的圖像輸出。

紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換單元21包括偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊以及熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊，偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊將紅外偽彩色圖像中的每個像素點的偽彩色值轉(zhuǎn)換為熱值，進(jìn)而熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊將每個像素點的熱值轉(zhuǎn)換為溫度值并輸出溫度圖像。

偽彩色值-熱值轉(zhuǎn)換模塊具體通過如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

I＝[(X-128)R/265]+L，

其中，I為紅外偽彩色圖像中偽彩色值對應(yīng)的熱值，X為偽彩色值，R為紅外熱像儀1的熱范圍，L為紅外熱像儀1的熱平。

熱值-溫度轉(zhuǎn)換模塊具體通過如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

I₀＝I/(τξ)，

其中，I₀為電力設(shè)備表面的實際熱值，τ為透射率，ξ為物體發(fā)射率，t為溫度值，A，B為紅外熱像儀1標(biāo)定曲線常數(shù)，C為常數(shù)，對于短波系統(tǒng)，C＝l。

一種基于無人機的電力設(shè)備缺陷智能診斷方法，該方法包括如下步驟：

(1)將紅外熱像儀1設(shè)置在無人機上，無人機在電力設(shè)備上方進(jìn)行巡檢，紅外熱像儀1拍攝電力設(shè)備表面的紅外偽彩色圖像；

(2)對紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像，每一個像素點對應(yīng)一個溫度值；

(3)將溫度圖像中每一個像素點對應(yīng)的溫度與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫3中的對應(yīng)點的溫度閾值進(jìn)行對比并確定是否存在缺陷；

(4)將缺陷所在的像素點在紅外偽彩色圖像中進(jìn)行標(biāo)記并將標(biāo)記后的圖像輸出。

步驟(2)中將紅外偽彩色圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像具體通過下述方法實現(xiàn)：

獲取紅外偽彩色圖像中每一個像素點的偽彩色值，計算每個像素點對應(yīng)的熱值，然后根據(jù)每個像素點對應(yīng)的熱值計算電力設(shè)備表面的溫度值。