基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111736040A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010436520.2(22)申请日2020.05.21(71)申请人南京工程学院地址211167江苏省南京市江宁区科学园弘景大道1号(72)发明人何睿清张健魏峘赵静余辉龙覃翠(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人徐博(51)Int.Cl.G01R31/12(2006.01)G01R31/52(2020.01)G01R31/56(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法(57)摘要本发明是基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法，成像镜头采集到的光线经过分束棱镜反射和透射形成日盲紫外光路和可见光光路，日盲紫外光路顺次经过紫外滤波片、紫外波段成像透镜、数字微镜器件、紫外波段收集透镜后汇聚在紫外波段单点探测器上，可见光光路顺次经过可见光滤波片、可见光波段成像透镜后到达可见光波段面阵探测器。日盲紫外光路采集到的紫外图像去噪后与可见光光路采集到的可见光图像相互融合，输出漏电区域的定位图像，完成微弱漏电检测。该方法能够解决目标物体放电时所释放出的日盲紫外信号较弱导致采集数据不精准的问题，降低日盲紫外成像器件的制造成本，将紫外图像与可见光图像相融合，可实现输电设备漏电区域的快速定位。CN111736040ACN111736040A权利要求书1/3页1.基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法，其特征在于：日盲紫外单像素相机系统包括成像镜头(1)、分束棱镜(2)、紫外滤波片(3.1)、紫外波段成像透镜(3.2)、DMD(4)、紫外波段收集透镜(5)、紫外波段单点探测器(6)、可见光滤波片(7.1)、可见光波段成像透镜(7.2)、可见光波段面阵探测器(8)和控制单元(11)；通过成像镜头(1)采集到的光线经过分束棱镜(2)反射形成包括日盲紫外信号的日盲紫外光路(9)，光线经过分束棱镜(2)透射形成包括可见光信号的可见光光路(10)，所述的日盲紫外光路(9)顺次经过紫外滤波片(3.1)、紫外波段成像透镜(3.2)、DMD(4)、紫外波段收集透镜(5)后汇聚在紫外波段单点探测器(6)上，所述的可见光光路(10)顺次经过可见光滤波片(7.1)、可见光波段成像透镜(7.2)后到达可见光波段面阵探测器(8)，所述的控制单元(11)分别与DMD(4)、紫外波段单点探测器(6)和可见光波段面阵探测器(8)信号连接；通过将日盲紫外光路(9)采集到的紫外图像和可见光光路(10)采集到的可见光图像相互融合，输出漏电区域的精准定位图像，完成微弱漏电检测。2.如权利要求1所述的基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法，其特征在于：所述的微弱漏电检测方法具体步骤如下：步骤1，分别调整紫外波段成像透镜(3.2)、可见光波段成像透镜(7.2)的轴向位置，确保采集到的紫外图像和可见光图像内容尺寸和位置均能够配准和融合；步骤2，通过成像镜头(1)对准目标，将目标光线采集到日盲紫外单像素相机系统中；步骤3，采集到的光线分经由分束棱镜(2)，所述的分束棱镜(2)反射形成日盲紫外光路(9)，所述的分束棱镜(2)透射形成可见光光路(10)；步骤3.1，日盲紫外光路(9)内的紫外信号依次经过紫外滤波片(3.1)、紫外波段成像透镜(3.2)在DMD(4)上清晰成像，经过DMD(4)调制后，将调制后的光信号通过紫外波段成像收集(5)汇集到紫外波段单点探测器(6)上；所述的DMD(4)在控制单元(11)的控制下对入射日盲紫外光进行多次调制，控制单元(11)将多次调制的信号与对应的紫外波段单点探测器(6)的采集信号进行关联运算，输出日盲紫外图像；步骤3.2，可见光光路(10)内的可见光信号依次经过可见光滤波片(7.1)、可见光波段成像透镜(7.2)，经可见光波段面阵探测器(8)采集，由控制单元(11)输出可见光图像；步骤4，将日盲紫外图像叠加在可见光图像上，实现日盲紫外图像和可见光图像融合。3.如权利要求2所述的基于单像素成像系统的微弱漏电检测方法，其特征在于：所述的步骤3.1中，DMD(4)在控制单元(11)的控制下单次调制工作流程如下：2步骤3.1.1，控制单元(11)生成n阶哈达玛矩阵H，其中每一行元素标记为Hi，另将Hi由12×n重排为n×n，标记为Pi；步骤3.1.2，将哈达玛矩阵分解成两部分，第一部分将哈达玛矩阵中数值为-1的部分置零，称之为正哈达玛矩阵，标记为H+；第二部分将哈达玛矩阵中数值为1的部分置零，-1的部分置为1，称之为负哈达玛矩阵，标记为H-；+-2+-步骤3.1.3，将H和H中第i行由1×n重排为n×n，标记为Pi和Pi，其中下标i表示n阶哈达