专利名称：热像测温和故障定位巡视系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化检测技术领域，特别涉及一种热像测温和故障定位巡视系统。
背景技术：
热像测温与故障定位巡视系统就是运用计算机视觉、通信、图像处理、嵌入式等技术，将监测物的热状态信息和可见光视频图像等参数运用嵌入式技术采集并通过网络传输到用户监控端，通过处理反馈信息到嵌入式系统，从而达到测温、故障定位以及自动巡视等功能。它是一套能实时获取监控物体的热状态信息并能及时侦测出故障点位置的智能系统，是一种可以广泛应用于电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济各个部门的有效手段。 该系统是一套能有效预防各部门领域的设备热故障事故，能很好的降低基于此而造成的经济损失和工程事故，对我国的现代化建设有着很重要的作用。国外热像测温与检测系统的研究与应用始于军事方面，20世纪60年代起开始应用于民用领域，无损检测的新兴，进一步促进了红外诊断技术的发展。80到90年代，国外开始普遍运用红外技术进行电力、工业、农业及环境等方面的缺陷和故障检测。国内这一技术从20世纪80年代起有了几个方面的研究与应用，比较有效地是03年武汉华中数控股份有限公司研制开发的“冊-08红外图像远程监控系统”，它使用进口第三代非致冷焦平面红外探测器的红外摄像机和CCD摄像机，实现了对电力设备热红外图像和现场可见光图像的远程监控，即时发现故障隐患，为电气设备的在线监测和诊断提供有力保障。不过上述的各类系统均没有实现红外与可见光配准融合，无法实现故障位置的精确定位；并且，有的是基于 PC机的系统开发，功耗大，效率低。
实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种热像测温和故障定位巡视系统， 以克服传统方案无法实现故障位置的精确定位的缺陷。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热像测温和故障定位巡视系统，其包括互相连接的视频服务器平台和客户端平台；所述视频服务器平台，用于采集和预处理巡视现场的可见光图像和热红外图像， 并且将预处理后的可见光图像和热红外图像发送给所述客户端平台；所述客户端平台，用于采用图像配准方法和热像测温方法对接收到的所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且将处理后的可见光图像和热红外图像进行显示；还用于向所述视频服务器平台发送控制命令；所述客户端平台包括视频预览温度监控模块，所述视频预览温度监控模块用于采用图像配准算法和热像测温算法对所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且用于将处理后的所述可见光图像和热红外图像进行同步显示。优选地，所述视频预览温度监控模块还用于动态显示所述可见光图像和热红外图像中部分区域或者全图的温度最大值和最小值。优选地，所述视频预览温度监控模块还用于对所述可见光图像和热红外图像进行多路视频预览。优选地，所述客户端平台还包括巡检管理模块，用于向所述视频服务器平台发送控制命令，以遥控所述视频服务器平台的云台和镜头进行相应的监控操作。优选地，所述客户端平台还包括报警模块，用于设定温度报警阈值，并且当巡视现场的装置的温度超过所述温度报警阈值时进行报警。优选地，所述视频服务器平台包括以TMS320DM355为主处理器的处理单元，所述处理单元还包括与所述主处理器相连的可见光视频采集模块、热红外图像采集模块、云镜控制模块和网络模块；所述可见光视频采集模块采用CXD图像传感器，用于采集巡视现场的可见光图像，对所述可见光图像进行信号放大、模数转换和数据压缩，然后通过所述网络模块发送给所述客户端平台。所述热红外图像采集模块采用FPGA，用于采集巡视现场的热红外图像，对所述热红外图像依次进行格式转换、归一化处理和JPEG压缩，然后通过所述网络模块发送给所述客户端平台。所述云镜控制模块，用于通过所述网络模块接收所述客户端平台的控制命令，并按照所述控制命令，控制所述视频服务器平台的云台改变监控角度，控制所述视频服务器平台的镜头改变焦距。(三)有益效果本实用新型的一种热像测温和故障定位巡视系统，通过采用视频预览温度监控模块，提高了故障定位的精确度和测温精度。
图1是本实用新型实施例所述的热像测温和故障定位巡视系统结构图；图2是本实用新型实施例所述的处理单元模块结构图；图3是本实用新型实施例所述图像配准方法的流程图；图4是本实用新型实施例所述热像测温方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图1是本实用新型实施例所述的热像测温和故障定位巡视系统结构图。如图1所示，该热像测温和故障定位巡视系统包括通过以太网连接的视频服务器平台和客户端平台。所述视频服务器平台，主要包括多组互相连接的双通道网络视频服务器和路由器，双通道网络视频服务器包括热红外摄像头和可见光摄像头，用于采集和预处理巡视现场的可见光图像和热红外图像，并且将预处理后的可见光图像和热红外图像发送给所述客户端平台。所述客户端平台，主要包括互相连接监控计算机和监控服务器，所述监控计算机和监控服务器通过集线器和路由器与以太网连接，进而连接所述视频服务器平台。所述客户端平台，用于采用图像配准方法和热像测温方法对接收到的所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且将处理后的可见光图像和热红外图像进行显示；所述客户端平台，还用于向所述视频服务器平台发送控制命令。所述客户端平台包括视频预览温度监控模块，所述视频预览温度监控模块用于采用图像配准方法和热像测温方法对所述可见光图像和热红外图像分别进行相应的处理 (具体处理过程如下面的步骤SlOO S400和PlOO P500)，并且用于同步显示处理后的所述可见光图像和热红外图像。所述视频预览温度监控模块还用于动态显示所述可见光图像和热红外图像中部分区域或者全图的温度最大值和最小值。所述视频预览温度监控模块还用于对所述可见光图像和热红外图像的多路视频进行预览。图3是本实用新型实施例所述图像配准方法的流程图。如图3所示，所述图像配准方法包括步骤SlOO 判断目标物(即所述热红外图像和可见光图像的拍摄目标)的热红外图像和可见光图像的匹配对的数量是否超过15对，如果是，执行步骤S300，否则，执行步骤 S200。匹配对的判断过程如下读入热红外图像和可见光图像，分别记为imgl、img2。将热红外图像与255取差值，转化为其负像，将可见光图像转化为灰度图像；对imgl、img2进行基于灰度冗余的图像增强；用SURF (Speeded Up Robust Features,快速鲁棒性特征检测)算子分别检测imgl 和img2的特征点，以及确定这些点的64维描述子；特征点粗匹配以欧氏距离为相似性度量对两幅图像的特征描述子进行匹配。取热红外图像中的某个关键点，并找出其与可见光图像中欧式距离最近的前两个关键点，在这两个关键点中，如果最近的距离除以次近距离少于某个比例阈值，则接受这一对匹配点， 本文阈值取0. 7。得到imgl、img2的匹配对的集合P，即imgl的特征点集Il和与之相对应的img2的特征点集12。特征点精匹配通过RANSAC (Random Sample Consensus)算法，即随机抽样一致性算法，去除误匹配对。主要分为以下三步①Kx1J1) (X1' ,J1' )，(x2，y2) (x2' ,J2' )，(x3，y3) (x3'，y3' )}为随机抽取P中的3个匹配对，根据仿射模型，即公式(1)求仿射系数。根据3个匹配对推导得出求仿射系数的公式如公式(2)所示。利用求出的仿射模型参数对点集Il的每个特征点Ili分别进行仿射变换，得到新的点集I2'，求取每个点的误差Il I2i' -I2i II，将误差小于某一阈值的点归属于Il的内点。
权利要求1.一种热像测温和故障定位巡视系统，其特征在于，包括互相连接的视频服务器平台和客户端平台；所述视频服务器平台，用于采集和预处理巡视现场的可见光图像和热红外图像，并且将预处理后的可见光图像和热红外图像发送给所述客户端平台；所述客户端平台，用于采用图像配准方法和热像测温方法对接收到的所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且将处理后的可见光图像和热红外图像进行显示；还用于向所述视频服务器平台发送控制命令；所述客户端平台包括视频预览温度监控模块，所述视频预览温度监控模块用于采用图像配准算法和热像测温算法对所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且用于将处理后的所述可见光图像和热红外图像进行同步显示。
2.如权利要求1所述的巡视系统，其特征在于，所述客户端平台还包括巡检管理模块， 用于向所述视频服务器平台发送控制命令，以遥控所述视频服务器平台的云台和镜头进行相应的监控操作。
3.如权利要求1所述的巡视系统，其特征在于，所述客户端平台还包括报警模块，用于设定温度报警阈值，并且当巡视现场的装置的温度超过所述温度报警阈值时进行报警。
4.如权利要求1所述的巡视系统，其特征在于，所述视频服务器平台包括以 TMS320DM355为主处理器的处理单元，所述处理单元还包括与所述主处理器相连的可见光视频采集模块和网络模块；所述可见光视频采集模块采用CCD图像传感器，用于采集巡视现场的可见光图像，对所述可见光图像进行信号放大、模数转换和数据压缩，然后通过所述网络模块发送给所述客户端平台。
5.如权利要求4所述的巡视系统，其特征在于，所述处理单元还包括与所述主处理器相连的热红外图像采集模块，所述热红外图像采集模块采用FPGA，用于采集巡视现场的热红外图像，对所述热红外图像依次进行格式转换、归一化处理和JPEG压缩，然后通过所述网络模块发送给所述客户端平台。
6.如权利要求4所述的巡视系统，其特征在于，所述处理单元还包括与所述主处理器相连的云镜控制模块，所述云镜控制模块，用于通过所述网络模块接收所述客户端平台的控制命令，并按照所述控制命令，控制所述视频服务器平台的云台改变监控角度，控制所述视频服务器平台的镜头改变焦距。
专利摘要本实用新型公开了一种热像测温和故障定位巡视系统，涉及自动化检测领域。该巡视系统包括互相连接的视频服务器平台和客户端平台；所述视频服务器平台，用于采集和预处理巡视现场的可见光图像和热红外图像，并且将预处理后的可见光图像和热红外图像发送给所述客户端平台；所述客户端平台包括视频预览温度监控模块，其采用图像配准算法和热像测温算法对接收到的所述可见光图像和热红外图像进行处理，并且将处理后的可见光图像和热红外图像进行显示；所述客户端平台，还用于向所述视频服务器平台发送控制命令。该系统采用视频预览温度监控模块，提高了故障定位的精度和测温精度。
文档编号H04N5/33GK202119539SQ201120161520
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者何智波, 李寒, 王库, 贾稼, 边昊一 申请人:中国农业大学