(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210041688.2 (22)申请日 2022.01.11 (71)申请人 国网青海省电力公司检修公司 地址 810000 青海省西宁市城中区总寨镇 城南新城大道131号 申请人 国网青海省电力公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 罗龙　赵云龙　刘占双　齐鹏文　 李岩　郭培恒　翁钢　于涛　王伟　 贾明辉　王文斌　潘超　韩婷　 石岩　郑显亚　刘丹　陈培鑫　 洪婉婉　刘洋　马超　苏伟　杨振　 (74)专利代理 机构 北京前审知识产权代理有限 公司 11760 专利代理师 张静　李亮谊(51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/31(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子 状态检测方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于高光谱特征量归一化 编码表的绝缘子状态检测方法， 利用高光谱成像 采集待测绝缘子的光谱图像数据以获得反射率 ‑ 波长‑空间图像灰度三维数据； 所述反射率 ‑波 长‑空间图像灰度三维数据分别通过多个特征运 算得到对应多个特征运算的多个特征量； 将多个 特征量进行归一化运算构成与绝缘子污秽状态 具有映射关系的特征量归一化编码表， 检索所述 特征量归一化编码表以识别绝缘子污秽状态以 及可视化重构污秽状态， 本方法大幅降低数据运 算量实现了快速、 准确、 高效的绝缘子污秽状态 检测， 并且 可将污秽状态分析结果进行可视化重 构， 便于电力系统运维人员迅速掌握绝缘子污秽 状态和分布情况， 准确制定运维策略。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 114577807 A 2022.06.03 CN 114577807 A 1.一种基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其特征在于， 所述方 法包括： 步骤S01， 利用高光谱成像采集待测绝缘子的光谱图像数据以获得反射率 ‑波长‑空间 图像灰度三维数据； 步骤S02， 所述反射率 ‑波长‑空间图像灰度三维数据分别通过多个特征运算得到对应 多个特征运算的多个特 征量； 步骤S03， 将多个特征量进行归一化运算构成与绝缘子污秽状态具有 映射关系的特征 量归一化编 码表， 检索所述特征量归一化编码表以识别绝缘子污秽状态以及可视化重构污 秽状态。 2.根据权利要求1所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 优选的， 步骤S 01中， 利用高光谱成像采集待测绝缘子的反射率 ‑波长信息以及 采 集待测绝缘子的空间图像信息， 基于 反射率‑波长信息和空间图像信息汇集得到反射率 ‑波 长‑空间图像灰度三维数据。 3.根据权利要求1所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 所述反射 率‑波长‑空间图像灰度三维数据的波长范围为 400nm‑1000nm。 4.根据权利要求1所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 步骤S02中， 根据光的波长划分为三个分量并得到对应的反射率 ‑波长信息、 波 长‑空间图像灰度信息； 基于反射率 ‑波长信息开展特征运算以及基于波长 ‑空间图像灰度 信息开展特 征运算。 5.根据权利要求4所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 三个分量为400nm ‑600nm的F分量， 600nm ‑800nm的S分量和800nm ‑1000nm的T分 量， 分别计算F分量、 S分量和T分量下反射率 ‑波长信息的积分面积[SF， SS， ST]， 陡峭度和 [KFu， KSu， KTu]特征量， 分别计算F分量、 S分量和T分量下波长 ‑空间图像灰度信息中每个像素 点的灰度和[HF， HS， HT]以及信息熵[QF， QS， QT]。 6.根据权利要求4所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 针对反射率 ‑波长信息开展 特征运算， 获得三个分量下的积分面积和、 信息熵、 偏 斜度和、 陡峭度和的特征量； 针对波长 ‑空间图像灰度信息开展特征运算， 获得三个分量下 的每个像素点的灰度和、 灰度差均值。 7.根据权利要求4所述的基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 其 特征在于， 步骤S 03中， 针对三个分量下的反射率 ‑波长信息的特征量和波长 ‑空间图像灰度 信息的特 征量开展归一 化运算， 获得每 个特征量的三分量比值关系； 建立每个特征量的三分量比值关系表， 并且根据 先验建立的不同污秽状态下污秽绝缘 子三分量的比值区间获得三比值分量与绝 缘子污秽状态的映射关系； 对于待测绝缘子污秽状态， 计算得到其各特征量三比值， 查阅对比三分量比值关系表 确定各像素点污秽状态判断结果； 根据各像素点污秽等级判断结果给污秽绝缘子图片重构伪彩效果， 并根据各像素点污 秽等级分布结果评估出总体绝 缘子总体污秽等级。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114577807 A 2基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 属于输 配电领域外绝 缘在线检测方法。 背景技术 [0002]绝缘子是电力系统中承担着电气绝缘和机械支撑的重要电力设施， 其具有成本低 廉、 结构简单、 可靠性高等优势， 然而由于其长期暴露于自然大气环境中， 不可避免地会受 到农业污染、 工业污染等因素 的影响造成绝缘子表面积累 大量污秽， 进而在雨雾等天气下 显著降低绝缘子的外绝缘强度， 最终引发污秽闪络等严重事故。 因此准确 地检测绝缘子的 污秽状态对于保障绝 缘子安全稳定运行有着十分重要的作用。 [0003]为了满足对污秽程度检测的迫切需要， 国际大电网组织推荐了五种绝缘子表面污 秽状态表征方法， 分别是等值盐密法， 污秽层电导率法， 泄漏电流法， 泄漏电流脉冲技术法 和污秽闪络电压梯度法。 等值盐密法应用最为广泛且准确度最高， 但是其难以实现在线监 测和大面积普测， 并且会丢失污秽的分布信息。 污秽层电导率法可以表征污秽层的湿润状 态但其同样难以实现在线监测， 并且受环境温度和湿度的影响较大。 对于泄漏电流法和泄 漏电流脉冲技术法， 现场运行条件下对小电流信号的准确 监测是该方法面临的主要挑战。 而污秽闪络电压梯度法则是离线 条件下的破坏性试验， 难以大面积开展。 总的来看， 传统污 秽检测方法尽管 具有较高的准确度， 但是在 在线应用方面均面临着挑战。 [0004]光学成像技术在非接触式检测方面的优势为绝缘子污秽状态在线检测提供了一 种新的研究思路。 以可见光波段下颜色特征、 红外波段下异常发热检测和紫外波段下电晕 放电检测方法得到了众多学者的关注。 然而， 可见光图像在实际应用中诊断模型准确 率较 低， 红外图像和紫外图像的检测结果不仅受到了绝缘子污秽状态的影响， 还受到了其运行 电压以及运行负载的影响。 为了进一步提高污秽检测模型 的可靠性， 部分学者提出了以可 见光波段、 红外波段和紫外波段联合诊断的 “多光谱检测方法 ”， 该方法通过信息融合有效 地提高了诊断模型的精度， 但是其 仍未能充分利用光谱信息维度蕴含的丰富信息 。 [0005]基于高光谱成像技术的绝缘子污秽状态检测方法是近几年提出的一种新的遥感 遥测方法， 其具有准确度高、 结果可视化等优势， 但是目前而言该方法的应用主要依赖于将 反射率光谱输入至 分类算法中得到最 终的分类结果， 这样的运算过程需要耗费大量的运算 时间并且需要较高的算力支撑， 难以实现实时、 快速的污秽状态评估。 发明内容 [0006]本申请提供了一种基于高光谱特征量归一化编码表的绝缘子状态检测方法， 旨在 解决现有高光谱检测技术中运算时间长、 算力要求高、 实时性低、 依赖于复杂分类算法的问 题。 [0007]为了解决上述 技术问题， 本申请实施例公开了以下技 术方案： [0008]基于高光谱特 征量归一 化编码表的绝 缘子状态检测方法包括，说　明　书 1/5 页 3 CN 114577807 A 3