[实用新型]一种便携式的增强现实紫外成像系统

说明书

本实用新型公开了一种便携式的增强现实紫外成像系统。紫外光通过图像传感器形成多比特图像，将多比特图像进行二值化后再对紫外图像进行形态学等数字信号处理并传输到可见光摄像机，由后者进行无损紫外图像压缩存储；可见光经过成像模块输出高清晰度可见光视频图像，在可见光摄像机中形成三路独立的基于时间戳的数据，分别为紫外图像、可见光视频图像、OSD文字信息，其中紫外图像和可见光视频图像可以进行实时扫描全景拼接，在显示阶段将全景紫外图像、全景可见光图像和OSD文字信息通过时间戳同步融合显示。本实用新型有效扩大了仪器检测视野，可以实现增强现实放电检测，增强了直观可视化的故障定位能力，还可以借助手机与电力运维平台进行联动。

技术领域

本实用新型属于电力系统运维监控、放电检测、多光谱检测设备领域，具体涉及一种便携式的增强现实紫外成像系统。

背景技术

日盲紫外探测的基本原理是太阳光谱中190—285nm波段的光线在穿过大气层的过程中，会被臭氧层完全吸收，无法照射到地球表面。一旦检测到日盲谱段紫外光，就能确定是人类的活动等非自然情况产生出来的紫外光，例如枪支开火、炸药爆炸、火灾和高压输电线漏电产生的电晕等。

输供电线路和变电站配电等设备在大气环境下工作，随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷，或表面局部放电现象，电晕和表面局部放电过程中，电晕和放电部位会辐射大量紫外线。电晕放电会引起复合绝缘子退化，零部件受损，陶瓷绝缘子的金属帽子、钢钉和水泥受损，从而最终导致输供电的可靠性降低，引起电力系统故障和事故。

针对以上情况，工业界发明出紫外成像仪检测设备，利用紫外分布成像与可见光传感器输出的视频进行融合，能显示紫外发光部位、光强，可以观察到发生放电的情况，使得电力检修人员能够定位放电的位置及强度。典型的普通的紫外成像仪示意图如图1所示，光线经过分光镜分为两路，一路进入可见光镜头，另外一路进入紫外镜头，经过日盲紫外滤镜、光电倍增管等投射到图像传感器上形成紫外图像，紫外图像信号与可见光图像信号进入中央处理单元融合处理，最终经过融合的图像进行存储和显示。现有专利文献中，公开号为CN202758016U、名称为“新型紫外成像仪”以及公开号为CN202676860U、名称为“一种紫外成像仪”的实用新型披露的都属于这种普通的紫外成像仪。

但上述紫外成像仪还存在着很多缺点。首先，紫外通道视野非常小，比如(水平×垂直视野为：6度×4.5度)在电力系统检测使用中效率低、不方便、可用性差，难以确定故障位置，特别是在设备相似性非常高的变电站应用，普通紫外设备容易产生混淆的定位，可用性更差；其次采用的可见光成像传感器为普通标清CCD，图像分辨率低，成像缺少细节；另外紫外图像缺少有效的数字信号处理，对离散噪声抑制较弱、抗干扰差，不利于检修人员判定放电强度和位置；业界紫外成像仪的中央处理单元采用的是可编程阵列，该处理单元功耗大，封装大，最终集成的紫外成像仪体积大，待机时间短，既不利于检修人员便携，也不利于野外长时间检测。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种便携式的增强现实紫外成像系统，将紫外图像通过数字信号处理去除离散噪声并进行形态学处理，汇聚紫外图像于集中放电区域，便于故障定位。通过实时对扫描图像进行全景拼接，形成全景紫外与全景可见光，并进行全景融合，以扩大仪器检测视野，增强直观可视化的故障定位能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种便携式的增强现实紫外成像系统，包括紫外光成像通道和可见光成像通道。入射光线经过分光镜分为两路，一路通过日盲紫外滤镜，进入紫外光成像通道，另一路进入可见光成像通道。紫外光通过倍增管投影到高清CCD/CMOS图像传感器形成多比特图像，将多比特图像进行二值化后再对紫外图像进行形态学等数字信号处理并传输到可见光摄像机，由后者进行无损紫外图像压缩存储；另外一路可见光经过成像模块输出高清晰度可见光视频图像，在可见光摄像机中形成三路独立的基于时间戳的数据，分别为紫外图像、可见光视频图像、OSD文字信息，其中紫外图像和可见光视频图像可以进行实时扫描全景拼接，在显示阶段将全景紫外图像、全景可见光图像和OSD文字信息通过时间戳同步融合显示。