《基於多光源圖像信息融合理論的絕緣子污閃預測研究》是依託同濟大學，由金立軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多光源圖像信息融合理論的絕緣子污閃預測研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：金立軍
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
絕緣子污穢閃絡對高壓輸電線路安全構成嚴重威脅，探索絕緣子污穢狀態有效識別方法，實現絕緣子污閃預測，是智慧型電網建設的重要內容。本項目一方面藉助可見光相機、紅外熱像儀、紫外成像儀獲得絕緣子的多光源圖像，從色差、溫升和放電強度等不同角度反映絕緣子污穢狀態，探索適用於多光源圖像的融合策略，以不同光源的三種圖像特徵互補，分別在特徵級與決策級進行信息融合，實現多光源圖像絕緣子污穢狀態的準確識別。另一方面，進行絕緣子污閃發展過程的理論研究，形成可準確描述絕緣子表面積污、潮濕、乾區形成、局部電弧產生等各階段機理的特徵量，建立具有自學和知識積累能力的絕緣子污穢狀態資料庫。在此基礎上，進行污閃機理與多源圖像特徵的關聯研究，利用可見光、紅外、紫外圖像特徵來表征污閃發展過程，建立污閃各階段參數與多源圖像特徵間的定量關係，用多源圖像特徵描述污閃發展過程，在多源圖像信息融合基礎上實現絕緣子污穢狀態智慧型評估。
結題摘要
絕緣子污穢閃絡對高壓輸電線路安全構成嚴重威脅，探索絕緣子污穢狀態有效識別方法，實現絕緣子污閃預測，是智慧型電網建設的重要內容。但目前污穢絕緣子直接檢測方法難以推廣套用，而間接檢測方法可靠性不高。本項目通過絕緣子污閃機理分析與多源圖像檢測技術結合，綜合利用可見光、紅外及紫外圖像信息，從污穢層顏色、溫升及放電強度等角度對污穢狀態進行較全面的描述：（1）對絕緣子污閃機理進行了研究，提出了絕緣子表面臨界擊穿數學模型與絕緣子污閃機率估計數學模型，計算和驗證了絕緣子表面起始放電電壓與不同條件下的絕緣子污閃機率；（2）進行了絕緣子圖像特徵與污穢度的關聯研究，建立了絕緣子表面光路模型、發熱模型和光子輻射模型，分析了絕緣子表面顏色分量、乾燥帶溫升、最大輻射光子數等特徵參數隨絕緣子污穢度的變化規律；（3）獲取了絕緣子可見光、紅外及紫外圖像，採用圖像處理、特徵提取、特徵選擇等技術，得到了能夠有效表征絕緣子污穢狀態的三種圖像特徵量，並分析了各圖像特徵量隨環境因素的變化規律；（4）提出了基於變權值的多光源圖像決策級信息融合方法，依據三種圖像檢測方法的適用範圍，實現了各濕度環境下的絕緣子污穢狀態準確識別，並以絕緣子污閃機率為依據進行了絕緣子污閃預測與示警；（5）提出了基於輪廓信息的異源圖像的配準方法和多光譜圖像重構方法，重構成了同時反映絕緣子污穢狀態的色彩、溫升、放電強度等三方面特徵的圖像，實現了絕緣子污穢狀態檢測的可視化；（6）進行了絕緣子污閃機理與重構圖像特徵關聯研究，分析並提取了絕緣子污閃發展各階段的重構圖像特徵，實現了基於重構圖像的絕緣子污閃發展階段識別和污穢狀態識別。本項目研究成果提升了圖像檢測準確率和檢測效率，推動了圖像識別方法在絕緣設備缺陷檢測技術上的套用。綜上，本項目已完成計畫書所有預定研究內容，發表SCI/EI論文18篇，申請發明專利11項（其中授權2項），獲得軟體著作權1項，研究成果超過預期。
