1.一种电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,包括有以下步骤:S1:在正常电缆终端红外图像中提取电缆终端部分作为整体模板,提取待诊断线路三相电缆终端的红外图像作为待匹配图像,利用整体模板作为参照在待匹配图像中匹配出电缆终端部分;S2:在电缆终端部分中提取最高灰度值g,根据最高灰度值g得到三相电缆终端的最高温度,根据最高温度确定电缆终端的相间温差;若相间温差不超过异常阈值,则判断该电缆终端状态为正常;若相间温差超过异常阈值,进入步骤S3;S3:三相电缆终端温度最高的相为疑似过热相,其它两相为参考相,在疑似过热相中确定疑似过热区域;S4:采用相关系数模板匹配法,利用疑似过热区域作为模板,在参考相中匹配出参考区域;S5:确定过热区域和参考区域的最高温度、最低温度和平均温度,根据温度参数进行发热缺陷等级划分。
2.根据权利要求1所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S1中,包括有以下步骤:S11:在电缆终端的红外图像中提取电缆终端部分作为整体模板P 1 ;S12:将线路三相电缆终端的红外图像作为待匹配图像,分别命名为I A 、I B 和I C ;S13:将三相待匹配图像I A 、I B 和I C 以及整体模板P 1 的红外图像灰度化,并采用K-MEANS聚类算法对三相电缆图像进行背景滤除;S14:采用边缘匹配法,利用整体模板P 1 在三相待匹配图像I A 、I B 和I C 中匹配出电缆终端部分。
3.根据权利要求2所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S13中,包括有以下步骤:S131:将三相电缆终端的红外图像和整体模板P 1 的红外图像灰度化,灰度化之后的三相待匹配图像分别为G A 、G B 和G C ,整体模板P1灰度化之后为模板G T ,灰度化公式如式(1)所示;g=0.299R+0.587G+0.114B (1)其中g表示图像中某像素点的灰度;R、G和B分别为该像素点的R分量、G分量和B分量;S132:基于步骤S131得到的灰度图像,采用K-MEANS聚类算法,分别得到三相待匹配图像的灰度图像G A 、G B 和G C 的聚类结果,灰度最低的一类为背景,进行滤除。
4.根据权利要求3所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S14中,包括有以下步骤:S141:提取三相待匹配图像的灰度图像G A 、G B 和G C 以及模板G T 的边缘,得到的结果对应的矩阵中处于边缘处的像素点值为1,否则为0,三相待匹配图像的灰度图像G A 、G B 和G C 提取的结果为Aedge、Bedge、Cedge,模板G T 提取的结果为Tedge;S142:以Tedge为滤波器,Aedge、Bedge和Cedge为要滤波的数据,将滤波器的中心位于待滤波数据矩阵的每一个元素,得到三相的滤波结果;S143:遍历三相的滤波结果,得到三相滤波结果中的最大值,并找到三相滤波结果最大值所处位置;S144:以步骤S143找到的最大值所在位置为中心,在待匹配图像I A 、I B 和I C 中取与整体模板P 1 尺寸相同大小的图像,即为匹配所得的三相电缆终端部分,其余部分为背景。
5.根据权利要求3所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S2中,包括有以下步骤:S21:基于电缆终端整体匹配的结果,分别提取三相的最高灰度g,利用温度计算公式分别得到三相电缆终端的最高温度T A 、T B 和T C ,计算公式如式(2)所示,T=(T max -T min )*g/255+T min (2)其中T表示待求点温度,Tmax表示原始红外图像中的最高温度,Tmin表示原始红外图像中的最低温度,g表示待求点灰度值;S22:基于步骤S21得到的三相最高温度,计算三相的相间温差:abs(T A max-T B max)、abs(T A max-T C max)和abs(T B max-T C max),abs为绝对值,T A max为A相的最高温度,T B max为B相的最高温度,T C max为C相的最高温度。
6.根据权利要求5所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S3中,以疑似过热相最高温度点作为中心,在该相中取疑似过热区域。
7.根据权利要求6所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S4中,将疑似过热区域与参考相的红外图像灰度化,遍历参考相的电缆终端部分,在参考相中,利用相关系数选取与疑似过热区域相似程度最大并且像素大小相同的参考区域,相关系数的计算公式如式(3)所示;其中p表示相关系数,(x,y)为像素点坐标,f和g分别表示坐标点为(x,y)的疑似过热区域和参考区域的灰度。
8.根据权利要求1所述的电缆终端异常发热缺陷等级划分方法,其特征在于,所述步骤S5中,根据电缆终端诊断标准计算温升T r 、温差T d 或相对温差δ t ,并依据标准进行缺陷等级划分,式(4)、式(5)和式(6)分别为温升、温差和相对温差的计算公式,T r =T-T 0 (4)T d =T 1 -T 2 (5)δ t =(T 1 -T 2 )/(T 1 -T 0 )*100% (6)其中,T表示被测设备表面温度;T 0 表示环境温度;T 1 表示疑似过热区域温度;T 2 表示参考区域温度。