多谱段激发油痕成影装置及检测方法

1.本发明属于漏油在线技术领域，特别是一种多谱段激发油痕成影装置及检测方法。


背景技术：

2.充油设备，如变压器、电抗器、电流互感器等，从生产到运行的整个工业环节，都不可避免地会出现油泄漏现象，增加了绝缘失效的风险同时污染环境。
3.为了防止设备漏油，已经提出了几种检测漏油缺陷的方法。最为常用的方法是目测法，即由具有丰富工作经验的员工通过目测观测，该方法的准确度和检测效率完全依赖于员工的工作经验丰富情况。第二种常见的方法是油量计读数法，即直接通过油量计的读数变化判断是否发生了油泄露事故，显然该方法仅适用于漏油量较大的故障。第三种常见的方法是红外热成像法，该方法的检测对象是漏油故障引发的电力设备异常温升故障，显然该方法也主要适用于漏油量较大的故障，无法对微量漏油故障进行有效检测。
4.在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种多谱段激发油痕成影装置及检测方法，利用紫外光源作为荧光激发光源结合高光谱成像技术细分光谱能力，克服了弱光环境下复杂电力设备本身纹理信息成像困难从而难以快速定位漏油区域的致命缺点。
6.本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种多谱段激发油痕成影装置，包括：
7.圆台形光源基座；
8.多谱段紫外激发光源系统，其包括多个不同中心波长的紫外光源阵列，所述紫外光源阵列在所述圆台形光源基座的端部并向巡检过程中的待测目标区域发出紫外光；
9.卤素灯光源系统，其包括设于所述圆台形光源基座上的卤素灯，其在预定波长范围内发射光源强度分布均匀的卤素灯光；
10.高光谱图像采集系统，其在预定采集波长范围内采集波段间隔为预定长度的图像数据且同步获得反射光谱-图像灰度三维数据，其中，将成像波段数量高于100个波段的光谱图像数据定义为高光谱图像，并将高光谱图像采集系统的光谱分辨率作为所述预定长度；
11.数据处理单元，其连接所述高光谱图像采集系统以分析所述反射光谱-图像灰度三维数据，并进行多谱段图像融合得到巡检过程中的待测目标区域的检测结果，其中，所述结果能表明待测目标区域是否漏油；
12.中央处理单元，其连接所述多谱段紫外激发光源系统、卤素灯光源系统、高光谱图像采集系统和数据处理单元，其中，
13.所述中央处理单元，用于根据距离巡检过程中的待测目标区域的远近调节所述多谱段紫外激发光源系统的光源强度，并在完成激发波长图像采集后切换发光波长；
14.所述中央处理单元，还用于根据距离巡检过程中的待测目标区域的远近调节卤素灯光源系统的光源强度；
15.所述中央处理单元，还用于控制所述高光谱图像采集系统进行高光谱图像数据采集，并控制数据处理单元进一步对采集的高光谱图像数据进行数据分析。
16.优选的，所述圆台形光源基座为中空圆台体，多谱段紫外激发光源系统、卤素灯光源系统以及用于采集漏油区域和非漏油区域的图像的高光谱成像系统广角镜头组的顶表面齐平地安装于所述中空圆台体端部。
17.优选的，所述紫外光源阵列的中心波长分别为255nm、265nm、315nm和365nm，紫外光源阵列与中央处理单元连接并由中央处理单元控制发光波长和光源强度，多个紫外光源阵列以所述的高光谱成像系统广角镜头组为中心，不同波长紫外光源以圆形间隔排布并均匀排布于所述圆台形光源基座的端部，多个紫外光源光源强度一致并且发光区域重合。
18.优选的，所述卤素灯光源系统中心对称分布于圆台形光源基座上，并位于高光谱成像系统广角镜头组和多谱段紫外激发光源系统之间，所述卤素灯光源的预定波长范围为400nm-900nm。
19.优选的，高光谱图像采集系统的预定采集波长范围为400nm-900nm，光谱分辨率为3nm。
20.优选的，所述多谱段激发油痕成影装置还包括，
21.数据存储单元，其连接数据处理单元以存储巡检过程中的待测目标区域的检测结果；
22.显示单元，其连接数据处理单元以可视化显示巡检过程中的待测目标区域的检测结果；
23.所述中央处理单元连接所述数据存储单元和所述显示单元。
24.优选的，所述多谱段紫外激发光源系统和卤素灯光源系统均连接用于供电及能耗控制的电源管理模块，所述电源管理模块连接所述中央处理单元。
25.优选的，所述多谱段紫外激发光源系统和卤素灯光源系统以点光源形式均匀射出，以平行光方式到达巡检过程中的待测目标区域，在巡检过程中的待测目标区域经过了反射后达到高光谱成像系统广角镜头组。
26.优选的，巡检过程中的待测目标区域的检测结果包括多谱段紫外激发反射率值。
27.此外，本发明还揭示了一种多谱段激发油痕成影装置的检测方法，其包括以下步骤，
28.步骤s1,开启255nm波段紫外激发光源并根据多谱段激发油痕成影装置到巡检过程中的待测目标区域距离调节发光强度；开启卤素灯光源并根据多谱段激发油痕成影装置到巡检过程中的待测目标区域距离调节发光强度；
29.进一步，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像；
30.随后获取标准白板高光谱图像，获取关闭镜头盖时高光谱图像，经过归一化处理获得255nm紫外光源时的反射光谱-图像灰度三维数据；
31.步骤s2，255nm波段紫外激发光和卤素灯光以平行光方式到达巡检过程中的待测
目标区域，在巡检过程中的待测目标区域经过了反射后，透过高光谱成像系统广角镜头组在高光谱成像系统的光电转换器的每个像素点(x,y)上形成光电响应强度曲线dn
255nm
(x,y,λ)，其中(x,y)为光电转换器的像素点坐标并与高光谱图像中空间位置一一对应，λ表示高光谱图像采集系统的光电响应强度曲线的波长维度；
32.步骤s3：分别采集标准白板作为巡检过程中的待测目标区域时的高光谱图像采集系统的光电响应强度dn
255nmwhite
(x,y,λ)以及关闭高光谱图像采集系统镜头盖时高光谱图像采集系统的光电响应强度dn
255nmblack
(x,y,λ)，并分别对所有坐标点下的dn
255nmwhite
(x,y,λ)和dn
255nmblack
(x,y,λ)求取平均值获得：
[0033][0034][0035]
步骤s4：对每个像素点(x,y)上形成光电响应强度曲线dn
255nm
(x,y,λ)进行归一化处理后转化为反射率值i
255nm
(x,y,λ)，
[0036][0037]
步骤s5：对任一坐标(xi,yi)的反射率值进行去中心化处理，以及计算协方差矩阵及其特征值a和特征值向量选取最大特征值a
max
对应的特征值向量作为不同波段下的反射率值系数，从而实现w个波段数据融合和降维，计算得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
255nm
(x,y)；
[0038]
步骤s6：关闭255nm波段紫外激发光源，开启265nm波段紫外激发光源，开启卤素灯光源，获取巡检过程中的待测目标区域的高光谱图像，随后获取标准白板高光谱图像，获取关闭镜头盖时高光谱图像，经过归一化处理获得265nm紫外光源时的反射光谱-图像灰度三维数据，执行s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
265nm
(x,y)；
[0039]
步骤s7：关闭265nm波段紫外激发光源,开启315nm波段紫外激发光源并根据多谱段激发油痕成影装置到巡检过程中的待测目标区域距离调节发光强度；保持卤素灯光源处于开启状态，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像；
[0040]
进一步获取标准白板高光谱图像，获取关闭镜头盖时高光谱图像，经过归一化处理获得315nm紫外光源时的反射光谱-图像灰度三维数据，执行步骤s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
315nm
(x,y)；
[0041]
步骤s8：关闭315nm波段紫外激发光源，开启365nm波段紫外激发光源并根据多谱段激发油痕成影装置到巡检过程中的待测目标区域距离调节发光强度，保持卤素灯光源处
于开启状态，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像，随后获取标准白板高光谱图像，获取关闭镜头盖时高光谱图像，经过归一化处理获得365nm紫外光源时的反射光谱-图像灰度三维数据，执行步骤s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
365nm
(x,y)；
[0042]
步骤s9：经过步骤s1-s8后获得4个紫外激发光源下数据融合和降维后反射率值：
[0043]
i(x,y)＝[i
255nm
(x,y) i
265nm
(x,y) i
315nm
(x,y) i
365nm
(x,y)]，
[0044]
对任一坐标(xi,yi)的i(xi,yi)进行去中心化处理：
[0045][0046]
其中m为紫外激发光源波长序号，m＝1,2,3,4；
[0047]
计算im(xi,yi)的协方差矩阵及其特征值b和特征值向量选取最大特征值b
max
对应的特征值向量作为不同波段下的反射率值系数，从而获得多谱段反射率值：
[0048][0049]
步骤s10：当i(xi,yi)值大于等于1时则认为坐标(xi,yi)发生了荧光效应，将其标记为漏油像素点，当i(xi,yi)值小于1时则认为坐标(xi,yi)未发生荧光效应，将其标记为未漏油像素点；遍历计算巡检过程中的待测目标区域范围内所有坐标点(x,y)的多谱段反射率值i(x,y)＝{i(x1,y1),i(x2,y2),...,i(xi,yi)},即可实现像素级漏油区域判断，并进一步将坐标点(x,y)的判断结果标记于反射光谱-图像灰度三维数据中的任意波段下图像，即可实现像素级油痕成影。
[0050]
和现有技术相比，本发明具有以下优点：利用紫外光源作为荧光激发光源结合高光谱成像技术细分光谱能力，克服了传统荧光漏油检测中容易受到环境光源干扰且仅能适用于黑暗环境下、未知油样难以准确获取其对应荧光波段图像、弱光环境下复杂电力设备本身纹理信息成像困难从而难以快速定位漏油区域的致命缺点，并且结合特征提取和图像融合方法实现了电力设备纹理信息和漏油区域的可视化重构，便于电力运维人员迅速掌握充油类设备微量漏油区域的迅速定位，准确制定运维策略。
附图说明
[0051]
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0052]
在附图中：
[0053]
图1是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置的结构示意图；
[0054]
图2是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置的圆台形光源基座结构示意图，其中3为高光谱成像系统广角镜头组，4为多谱段紫外激发光源系统，5为卤素灯光源系统；
[0055]
图3是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置的多谱段紫外激发光源系统和卤素灯光源系统排布示意图，其中a1、a2、a3为中心波长为255nm的紫外光源，b1、b2、b3为中心波长为265nm的紫外光源，c1、c2、c3为中心波长为315nm的紫外光源，d1、d2、d3为中心波长为365nm的紫外光源，l1、l2、l3为卤素灯光源；
[0056]
图4是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置的圆台形光源基座、多谱段紫外激发光源系统和卤素灯光源系统与高光谱图像采集系统的安装方式，其中1为高光谱图像采集系统，2为圆台形光源基座，3为高光谱成像系统广角镜头组，4为多谱段紫外激发光源系统，5为卤素灯光源系统；
[0057]
图5是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置图像数据采集步骤；
[0058]
图6是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法中油区反射率值i
oil
(λ)和非油区域反射率值i
non
(λ)计算结果；
[0059]
图7是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法中计算得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值；
[0060]
图8是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法中计算得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的多谱段紫外激发反射率值；
[0061]
图9(a)至图9(d)是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法对于植物型和矿物型变压器在不同电力设备表面漏油检测的结果；图9(a)为变压器金属箱体表面对植物变压器油的检测结果；图9(b)为复合绝缘子硅橡胶伞裙表面对矿物变压器油的检测结果；图9(c)为支柱绝缘子瓷伞裙表面对矿物变压器油的检测结果；图9(d)为变压器环氧树脂套管伞裙表面对矿物变压器油的检测结果；
[0062]
图10是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影装置的高光谱成像系统的结构示意图；
[0063]
图11是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法三维数据立方示意图；
[0064]
图12是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法的现场布置及光路示意图；
[0065]
图13是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法的标准白图像和标准黑图像光电响应强度示意图；
[0066]
图14是根据本发明一个实施例的一种多谱段激发油痕成影方法的反射光谱曲线归一化计算方法示意图。
[0067]
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
[0068]
下面将参照附图1至图14更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实
900nm，所述光谱分辨率为3nm。能够理解，此处具体参数均为示例。一般的，高光谱图像采集系统为波长范围在400—1000或2500nm，并且具有5nm以下光谱分辨率的光谱图像采集系统。原则上，预定采集波长范围要覆盖前述预定波长范围，例如，卤素灯是400-900nm，而高光谱采集则是300-1000nm等。
[0081]
所述的多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述多谱段激发油痕成影装置还包括，
[0082]
数据存储单元5，其连接数据处理单元4以存储漏油区域检测结果，
[0083]
显示单元6，其连接数据处理单元4以可视化显示漏油区域检测结果，
[0084]
所述中央处理单元7连接所述数据存储单元5和所述显示单元6。
[0085]
所述的多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述多谱段紫外激发光源系统1和卤素灯光源系统2均连接用于供电及能耗控制的电源管理模块8，所述电源管理模块8连接所述中央处理单元7。
[0086]
所述的多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述多谱段紫外激发光源系统1和卤素灯光源系统2以点光源形式均匀射出，以平行光方式到达检测区域，在非漏油区域经过了反射后达到高光谱成像系统广角镜头组9。
[0087]
所述的多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，油区域检测结果包括多谱段激发反射率值。
[0088]
在一个实施例中，一种多谱段激发油痕成影装置包括，
[0089]
圆台形光源基座10，
[0090]
高光谱成像系统广角镜头组9，其设在圆台形光源基座10的顶表面以采集漏油区域和非漏油区域的图像信号，
[0091]
多谱段紫外激发光源系统1，其包括多个不同中心波长的紫外光源阵列，且：所述紫外光源阵列的中心波长分别为255nm、265nm、315nm和365nm，紫外光源阵列与中央处理单元7连接并由中央处理单元7控制发光波长和光源强度，多个紫外光源阵列以所述的高光谱成像系统广角镜头组9为中心，不同波长紫外光源以圆形间隔排布并均匀排布于所述圆台形光源基座10的端部，多个紫外光源光源强度一致并且发光区域重合；
[0092]
卤素灯光源系统2，其由在400nm-900nm波长范围光源强度分布均匀的卤素灯光构成，卤素灯光源系统2与中央处理单元7连接并由中央处理单元7控制光源强度，其中，所述卤素灯光源系统2用于：在室内或暗光情况下为电力设备表面纹理信息成像提供光源，在户外条件下可关闭；
[0093]
高光谱图像采集系统3，受中央处理单元7控制进行数据采集，其中，所述高光谱图像采集系统3用于：采集400nm—900nm波长范围内波段间隔为3nm的数据图像，同步获得反射光谱-图像灰度三维数据；
[0094]
数据处理单元4，其与中央处理单元7连接，其中，所述数据处理单元4用于：分析反射光谱-图像灰度三维数据，并进行多谱段图像融合；
[0095]
数据存储单元5，其与数据处理单元4连接，其中，所述数据存储单元5用于：存储分析漏油区域检测结果；
[0096]
显示单元6，其与数据处理单元4连接，其中，所述显示单元6用于：可视化显示漏油区域检测结果；
[0097]
中央处理单元7，其与所述其余单元均进行连接，其中，中央处理单元7用于：实现数据采集、数据分析、任务分配、人工交互；
[0098]
电源管理模块8，其与所述其余单元均进行连接，其中，电源管理模块8用于：各单元供电和能耗控制。
[0099]
所述的一种多谱段激发油痕成影装置中，所述圆台形光源基座10为中空圆台体。
[0100]
所述的一种多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述圆台形光源基座10设置有安装高光谱成像系统广角镜头组9和多谱段紫外激发光源系统1的安装孔，所述高光谱成像系统广角镜头组9、多谱段紫外激发光源系统1、卤素灯光源系统2的顶表面齐平。所述多谱段紫外激发光源系统1包括了4组共12个中心波长不同的紫外光源，即中心波长为255nm的紫外光源a-1、a-2、a-3，中心波长为265nm的紫外光源b-1、b-2、b-3，中心波长为315nm的紫外光源c-1、c-2、c-3，中心波长为365nm的紫外光源d-1、d-2、d-3，其中12个紫外光源以圆形间隔排布并均匀排布于所述圆台形光源基座10的端部，即排布顺序依次为a-1、b-1、c-1、d-1、a-2、b-2、c-2、d-2、a-3、b-3、c-3、d-3，同时各光源中心波长处光源强度一致，辐射视场相互重合。
[0101]
所述的一种多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述卤素灯光源系统2包括3个波长范围为400nm-900nm、光源强度一致的卤素灯光源l-1、l-2、l-3，其中3个卤素灯光源轴对称分布于圆台形光源基座10上，并位于高光谱成像系统广角镜头组9和多谱段紫外激发光源系统1之间。
[0102]
所述的一种多谱段激发油痕成影装置的优选实施例中，所述高光谱图像采集系统3可以采集400nm—900nm波长范围内波段间隔为3nm的数据图像，同步获得反射光谱-图像灰度三维数据。
[0103]
所述一种多谱段激发油痕成影装置还包括了用于分析反射光谱-图像灰度三维数据，并进行多谱段图像融合的数据处理单元4，用以存储分析漏油区域检测结果的数据存储单元5，用以可视化显示漏油区域检测结果的显示单元6，用以实现数据采集、数据分析、任务分配、人工交互的中央处理单元7，用以各单元供电和能耗控制的电源管理模块8。
[0104]
所述的多谱段激发油痕成影装置的检测方法包括以下步骤，
[0105]
步骤s1,开启255nm波段紫外激发光源，开启卤素灯光源，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像(详细过程参见s2)，随后获取标准白板高光谱图像(详细过程参见s3)，获取关闭镜头盖时高光谱图像(详细过程参见s3)，经过归一化处理获得255nm激发反射光谱-图像灰度三维数据(详细过程参见s3)；
[0106]
其中，我们选用的高光谱成像仪为推扫式高光谱成像系统，如图10所示，其通过在每个成像周期内采集一个狭缝图像(即一个空间维，x)，然后通过色散元件将光分散成光谱信息(λ)，并在光电探测器阵列上进行检测。通过步进电机控制入口狭缝的位置，沿另一个空间维度(y)进行扫描，得到三维空间光谱立方体(x,y，λ)。该高光谱成像仪光谱范围为400-900nm共176个波段，光电探测器像素为1936
×
1456，即x∈[1,1936]，y∈[1,1456]。
[0107]
其中，高光谱数据结构为三维数据立方体，即包括了平面空间位置信息(x,y)和光谱信息(λ)，从而实现了176张图像的同时获取，并且含有每个像素点位置(x,y)的光谱曲线，如图11所示。
[0108]
步骤s2，255nm波段紫外激发光和卤素灯光以平行光方式到达检测区域，在巡检过
程中的待测目标区域经过了反射后，如图12所示，
[0109]
透过高光谱成像系统广角镜头组在高光谱成像系统的光电转换器的每个像素点(x,y)上形成光电响应强度曲线dn
255nm
(x,y,λ)，其示例性的采用下述表格形式：
[0110][0111]
其中(x,y)为光电转换器的像素点坐标并与高光谱图像中空间位置一一对应，λ表示光的波长；
[0112]
步骤s3：分别采集标准白板光电响应强度dn
255nmwhite
(x,y,λ)以及关闭高光谱图像采集系统镜头盖下光电响应强度dn
255nmblack
(x,y,λ)，并分别对所有坐标点下的dn
255nmwhite
(x,y,λ)和dn
255nmblack
(x,y,λ)求取平均值获得：和
[0113][0114]
其中，表征了全反射条件下各个波长下光电探测器的响应值，则表示了在光电探测器在热噪声等
作用下的暗计数结果,如图13所示。
[0115]
步骤s4：对每个像素点(x,y)上形成光电响应强度曲线dn(x,y,λ)进行归一化处理后转化为反射率值i
255nm
(x,y,λ)，
[0116]
示例性的，i
255nm
(x,y,λ)采用下述表格形式：
[0117][0118]
通过归一化处理后，i
255nm
(x,y,λ)均转化成为了均有物理意义的反射光谱曲线，由于漏油导致油区存在荧光效应表现出了与基底材料不同的特性，从而通过反射光谱曲线表现出的差异性即可实现油区和非油区的鉴别。
[0119]
如图14所示，可以看到，漏油时反射率即荧光随波长的增加而减小，并且在部分波段下油迹的荧光反射率高于非油区，在可见到近红外的波长范围内，烃类的反射谱主要是由于电子跃迁引起的，另一方面，由于油迹厚度较薄，荧光反射率曲线的形状主要由基底材料决定。
[0120]
步骤s5：对任一坐标(xi,yi)的反射率值进行去中心化处理，以及计算协方差矩阵及其特征值a和特征值向量选取最大特征值a
max
对应的特征值向量作为不同波段下的反射率值系数，从而实现w个波段数据融合和降维，计算得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
255nm
(x,y)；
[0121]
由于漏油区存在荧光效应表现出了与基底材料不同的特性使得油区和非油区的反射光谱曲线表现出的差异性，通过数据融合和降维后，漏油区的反射率值将显著高于非
油区，从而实现了油痕成像，如图7所示，其示意了测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合前的反射率值，以及融合和降维后反射率值。
[0122]
步骤s6：关闭255nm波段紫外激发光源，开启265nm波段紫外激发光源，保持卤素灯光源处于开启状态，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像(详细过程参见s2)，随后获取标准白板高光谱图像(详细过程参见s3)，获取关闭镜头盖时高光谱图像(可直接应用s11采集结果)，经过归一化处理获得265nm激发反射光谱-图像灰度三维数据(详细过程参见s3)，执行s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
265nm
(x,y)；
[0123]
步骤s7：关闭265nm波段紫外激发光源,开启315nm波段紫外激发光源，保持卤素灯光源处于开启状态，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像(详细过程参见s2)，随后获取标准白板高光谱图像(详细过程参见s3)，获取关闭镜头盖时高光谱图像(可直接应用s11采集结果)，经过归一化处理获得315nm激发反射光谱-图像灰度三维数据(详细过程参见s3)，执行s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
315nm
(x,y)；
[0124]
步骤s8：关闭315nm波段紫外激发光源，开启365nm波段紫外激发光源，保持卤素灯光源处于开启状态，获取巡检过程中的待测目标区域高光谱图像(详细过程参见s2)，随后获取标准白板高光谱图像(详细过程参见s3)，获取关闭镜头盖时高光谱图像(可直接应用s11采集结果)，经过归一化处理获得365nm激发反射光谱-图像灰度三维数据(详细过程参见s3)，执行s2-s5，得到测量空间坐标范围内所有坐标点(x,y)的数据融合和降维后反射率值i
365nm
(x,y)；
[0125]
步骤s9：经过步骤s1-s8后获得4个紫外激发光源下数据融合和降维后反射率值：
[0126]
i(x,y)＝[i
255nm
(x,y) i
265nm
(x,y) i
315nm
(x,y) i
365nm
(x,y)]，
[0127]
对任一坐标(xi,yi)的i(xi,yi)进行去中心化处理：
[0128][0129]
其中m为紫外激发光源波长序号，m＝1,2,3,4；
[0130]
计算im(xi,yi)的协方差矩阵及其特征值b和特征值向量选取最大特征值b
max
对应的特征值向量作为不同波段下的反射率值系数，从而获得多谱段反射率值：
[0131][0132]
步骤s10：当i(xi,yi)值大于等于1时则认为坐标(xi,yi)发生了荧光效应，将其标记为漏油像素点，当i(xi,yi)值小于1时则认为坐标(xi,yi)未发生荧光效应，将其标记为未漏油像素点；遍历计算巡检过程中的待测目标区域范围内所有坐标点(x,y)的多谱段反射率值i(x,y)＝{i(x1,y1),i(x2,y2),...,i(xi,yi)},即可实现像素级漏油区域判断，并进一步将坐标点(x,y)的判断结果标记于反射光谱-图像灰度三维数据中的任意波段下图像，即可实现像素级油痕成影。
[0133]
现场应用验证
[0134]
1、植物油变压器金属箱体表面油泄漏测量：使用本发明装置和方法，针对实际植物试验变压器进行测试，图9(a)为检测结果，结果显示本发明装置和方法的测试结果准确有效；
[0135]
2、硅橡胶材料表面泄漏矿物变压器油测量：使用本发明装置和方法，针对硅橡胶材料遭矿物变压器油泄漏后进行测试，图9(b)为检测结果，结果显示本发明装置和方法的测试结果准确有效；
[0136]
3、陶瓷材料表面泄漏矿物变压器油测量：使用本发明装置和方法，针对陶瓷材料遭矿物变压器油泄漏后进行测试，图9(c)为检测结果，结果显示本发明装置和方法的测试结果准确有效；
[0137]
4、环氧树脂材料表面泄漏矿物变压器油测量：使用本发明装置和方法，针对环氧树脂材料遭矿物变压器油泄漏后进行测试，图9(d)为检测结果，结果显示本发明装置和方法的测试结果准确有效。
[0138]
上述试验均在强光条件下开展，结果表明，使用本发明装置和方法可以有效地克服未知油样成分时在强光条件下检测的难点。
[0139]
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。