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基于红外热成像的电气设备组件识别研究

曾军 王东杰 范伟 刘滨滨 赵洪山

曾军, 王东杰, 范伟, 刘滨滨, 赵洪山. 基于红外热成像的电气设备组件识别研究[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 679-687.
引用本文: 曾军, 王东杰, 范伟, 刘滨滨, 赵洪山. 基于红外热成像的电气设备组件识别研究[J]. 红外技术, 2021, 43(7): 679-687.
ZENG Jun, WANG Dongjie, FAN Wei, LIU Binbin, ZHAO Hongshan. Research on Component Identification for Electrical Equipment Based on Infrared Thermography[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 679-687.
Citation: ZENG Jun, WANG Dongjie, FAN Wei, LIU Binbin, ZHAO Hongshan. Research on Component Identification for Electrical Equipment Based on Infrared Thermography[J]. Infrared Technology , 2021, 43(7): 679-687.

基于红外热成像的电气设备组件识别研究

基金项目: 

国家重点研发计划项目 2018YFE012220

详细信息
    作者简介:

    曾军(1976-),男,河北省石家庄人,高级工程师,研究方向电力系统及其自动化。E-mail:25702278@qq.com

  • 中图分类号: TN219;TP391.4

Research on Component Identification for Electrical Equipment Based on Infrared Thermography

  • 摘要: 常见的电力设备有变压器、开关柜、断路器等,这些设备都由多个组件构成。通过这类设备的红外热成像实现了对其组件的识别。基于红外热成像信息量较少的特点,采用多种算法融合。首先是基于Lab模型采用改进的K-means聚类和形态学的结合,提取红外图像中的高温区域,充分保证了效率和可靠性。其次采用改进的SURF(speeded-up robust features)和感知哈希算法的结合,确定被提取区域中的三相组件。SURF的作用是将已知的电气设备可见光图像和被提取区域中所有的图像进行对比,找出红外图像中特征点匹配最多的区域。将其和其他红外区域进行对比,通过感知哈希算法找到其他区域中匹配度最高的两个区域,以此定位出红外图像中的三相组件。此研究适用于大量红外图像数据的识别定位,为基于红外成像的电气设备故障信息提取提供思路。
  • 图  1  某红外图片的RGB各分量的图像及直方分布图

    Figure  1.  Image and histogram of RGB components of an infrared picture

    图  2  某红外图片的a和b分量的图像及直方分布图

    Figure  2.  Image and histogram of the a and b components of an infrared image

    图  3  原图

    Figure  3.  Original image

    图  4  过度分割

    Figure  4.  Over-segmentation

    图  5  算法总流程图

    Figure  5.  Algorithm general flow chart

    图  6  两种算法计算时长

    Figure  6.  The length of time required for the two algorithms to calculate

    图  7  本文算法分割效果

    Figure  7.  The segmentation effect of the algorithm in this paper

    图  8  SURF特征点匹配

    Figure  8.  SURF feature point matching

    图  9  各区域间汉明距离

    Figure  9.  Hamming distance between regions

    图  10  最终识别效果

    Figure  10.  Final recognition effect

    图  11  其他类型设备三相的识别定位

    Figure  11.  Three-phase identification and positioning of other types of equipment

    表  1  两种算法的分割精度

    Table  1.   Segmentation accuracy of two algorithms

    K-means algorithm Proposed
    Figure 3 0.09 0.04
    Figure 11(b) 0.17 0.01
    Figure 11(d) 0.09 0.06
    Figure 11(c) 0.13 0.02
    Figure 11(a) 0.14 0.01
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    表  2  特征点匹配结果

    Table  2.   Feature point matching result

    Area No. 7 13 18 31 Others
    Proposed 9 2 18 2 0
    SURF 2 0 4 2 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-25
  • 修回日期:  2021-07-03
  • 刊出日期:  2021-07-01

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