数字摄像能见度仪的白天能见度算法设计

数字摄像仪测量白天能见度过程中,由于目标物的非黑体特性、天空亮度分布不均匀性和遮挡物的存在,造成常用的双亮度差方法不能准确计算能见度。为此设计了一种新的基于数字摄像机的白天能见度算法:将数字摄像机获取的彩色图像分割后留下背景天空区域,对目标区域进行天空信息重建,通过估计透射率计算能见度值。实验数据表明,该算法在能见度观测范围1 500～3 000 m内最大误差小于20%,符合世界气象组织对能见度仪的误差要求,并在天空亮度分布不均匀并存在遮挡物的情况下得到良好的观测结果,测量结果比双亮度差方法误差减小2.4%～3%。     

数字摄像法测量白天能见度算法设计

数字摄像法测量白天大气能见度,常用的方法是双亮度差法,此方法需尽可能保证标准的观测条件,例如两组目标-背景视线方向一致,尽量选择观测反射率低得可以忽略的人工实用黑体目标物等,否则会产生较大的误差。为此设计了一种新的基于数字摄像机的白天能见度算法:拍摄包含合适的目标物和天空背景图像,通过暗原色先验估计透射率,通过调节光圈大小获得散焦图像,把S变换应用到图像处理中,计算视觉距离,可以得出大气消光系数,从而反演出大气能见度值。实验数据表明,该算法在能见度的值在4 000~8 000 m范围内最大误差小于9%,测量结果比双亮度差方法误差减小2.1%~3.4%。     

能见度仪校准系统的不确定度评定分析

能见度仪校准系统作为能见度校准的标准器,其不确定度直接影响到前向散射式能见度仪的校准结果。介绍了国家级能见度仪校准实验室的能见度仪校准系统的组成和校准方法,分析了校准系统不确定度的主要来源,依据国家计量校准规范JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,利用能见度测量数据,对校准系统A类和B类不确定度进行了评定分析,并对3台前向散射式能见度仪进行了校准试验。结果显示,整个校准系统在能见度3 000 m以下,扩展不确定度为5.8%,校准后的3台前向散射式能见度仪在100、500、1 000、1 500、2 000、3 000 m六个测试点的相对误差,最大为7.8%,最小为1.8%,满足能见度仪校准和实际观测要求。     

模型水轮机同步成像方法及空化观测系统研究

模型水轮机空化状态的界定普遍依靠观测试验来实现,观测多采用人工观测的方法,也有采用摄像机摄像的方式进行试验,两种方式均存在各自的缺陷。本文根据观测试验原理提出一种同步成像方法并设计同步成像系统,成像系统的应用对模型水轮机水力性能优化设计及空化研究提供有力支持。     

覆冰圆柱形绝缘子的交流闪络特性与放电过程

绝缘子覆冰闪络事故仍然严重威胁着电力系统的安全稳定运行,尽管国内外的电力科学研究者对此开展了大量广泛的研究工作,但是在覆冰闪络特性和机理方面依然未能达成统一认识。为对其进行深入探讨,在人工气候室内对圆柱形绝缘子物理模型进行了交流覆冰闪络试验,同时利用摄像仪记录了覆冰绝缘子的整个闪络过程,分析研究了局部电弧的起始位置和可...     

基于数字式多功能标准装置自动校准系统的不确定度评定

针对数字多用表校准项目多且人工评定测量不确定度工作量大、容易出错等问题,研究开发了数字式多功能标准装置自动校准系统,该系统可实现基本误差、输出稳定度、测量重复性的自动测量,并在此基础上增加了测量不确定度自动评定功能。采用 34410A型数字多用表对系统测量不确定度自动评定功能进行校验,结果表明：该系统可有效评定数字多用表的测量不确定度,且操作方便、准确度高,能避免人工失误误差,提高工作效率。     

雷电放电过程高速摄像观测研究

雷电放电过程的研究是准确仿真模拟雷击过程的基础,高速摄像技术的快速发展为雷电放电过程观测研究提供了有力手段。利用最快帧速达6.5×105帧/s、最大分辨率达(1024×1024)像素,拍摄时长达秒级的摄像系统,结合覆盖全国电网的雷电监测网,对雷电放电过程进行了观测研究和分析。连续多次地闪的观测结果表明:高速摄像系统与雷电监测网观测到的地闪时间间隔完全吻合,监测到的电流大小和图像中回击通道亮度变化一致;地闪和云闪观测结果较好反映了先导发展过程,高速摄像系统的高时间分辨率及高图像分辨率可以获得地闪的多个先导的发展速度随时间变化的曲线,细致反映出梯级先导竞争放电的变化过程;观测到的地闪主先导发展速度约在2.7×105m/s~2.4×106m/s,平均为1.2×106m/s,与以往其它雷电研究结果一致。云地闪放电过程高速摄像观测为全面掌握雷击物理机理提供了详细的图像资料。     

交联聚乙烯绝缘水树枝老化实时观测系统设计

设计了一套可用于实时观测XLPE绝缘中水树枝老化过程的实验系统,对XLPE及其纳米复合材料中的水树枝引发及生长特性进行了研究,探讨了纳米复合材料微观结构对水树枝的抑制机理。采用实时显微数字摄像系统对水树枝引发和生长过程进行实时观测。结果表明:整个系统能够满足水树枝生长过程实时观测的要求,从可视化角度为深入研究XLPE绝缘中水树枝的引发和生长机理提供了试验研究平台。     

基于金氏脉学的新型脉诊仪的研究

在金氏脉学的基础上,充分借鉴国内外脉振仪的研究成果.设计了脉诊传感器自动分层测量系统(首创)、低噪放大板和USB数据通讯系统.分层步进系统采用微机自动控制技术,根据实时测量脉搏信号最大值和最小值把脉搏分为4层测量水平(金氏理论要求).避免了人工评脉的个体差异性.运用模式识别和大样本置信度理论对信号初步分析,再利用不同层次脉搏间的相关分析确定检测结果,使系统准确率有很大提高.使用该系统针对肺部肿瘤重点研究,完成了基于金氏脉学的新型脉诊仪的基础研究,初步诊断结果正确率达60%.为多功能脉诊仪的研制奠定了基础.     

一种目标自动识别与跟踪算法研究

目标自动识别与跟踪是跟踪系统中的关键技术.在坦克的目标自动跟踪系统中,由于摄像仪安装在运动载体上,其拍摄的图像背景相对于摄像仪是运动的,从运动背景中检测出其中的运动目标难度较高.本文将目标分为对地目标与对空目标2种类型,并根据目标类型的不同特征,分别采用SSDA和以图像矩为特征值的相关跟踪方法来识别.实验结果表明,该方法可以较好地自动识别与跟踪运动目标.     

交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝测试系统设计

根据脉冲电流法的测量原理,设计了可用于XLPE电缆绝缘中电树枝放电连续测试的局部放电测量系统,并利用典型电晕模型实验证实了该系统的稳定性和可靠性。组建了实时显微数字摄像系统对电树枝引发和生长过程进行实时观测。结果表明:整个系统满足电树枝生长过程实时观测与局部放电连续测量的要求,为研究XLPE电缆绝缘中电树枝引发与生长机理及其局部放电特性提供了实验研究平台。     

自动观冰系统冰重观测误差分析及准确度评估

定性分析悬挂称重式自动观冰系统导线覆冰重量观测误差的来源与分类,完成无冰荷载时自动系统冰重数据的误差分析和有冰荷载时自动系统与人工观测比测数据的统计分析,其准确度满足实际应用的精度要求。     

输电线路山火可见光-红外多光源精准定位技术

近年来,输电线路附近山火频发,严重威胁到电网的安全稳定运行。为定位输电线路附近的山火,依据双目立体定位模型,利用输电线路分布式山火监测装置的可见光/红外双波段摄像仪进行了山火定位技术研究。建立了基于色调、饱和度、亮度(Hue,Saturation,Value,HSV)颜色空间的山火可见光图像识别模型;提出了一种基于可见光-红外双目视觉的输电线路山火定位方法,该方法以火焰图心作为立体匹配的特征点,克服了异源异步可见光/红外双目火焰图像匹配困难的问题,实现了火点到摄像仪距离的自动测量;针对山火监测装置摄像仪外部参数标定困难的问题,建立了以云台旋转中心为原点的输电线路坐标系,提出了一种火点到输电线路最短距离的精准计算方法,最终实现了山火相对输电线路的精准定位。最后,通过试验研究,验证了所提方法的可行性和有效性,且对500 m范围内火点的深度定位误差≤6.6%,满足实际应用要求。     

基于视频的路况能见度检测系统的设计与实现

能见度涉及高速公路的安全行车,现有气象能见度仪本身样本空间受限,且价格十分昂贵而难以沿途布设,不能真实反映路段的能见度及其分布。为此,提出了基于路况监控视频的能见度检测系统的设计方案,阐述了视频能见度检测的基本原理,给出系统的总体框架,重点研究了能见度检测模块的实现：通过带有距离信息的目标图像块的选取、图像块的匹配、边缘特征的提取,空间亮度对比的计算、曲线拟合得到能见度信息。系统已在江苏省高速公路宁通、宁常路段试用,系统运行良好,检测结果与人眼观察误差符合国际规定（＋10％）,并具有较好的鲁棒性。     

覆冰自动观测与人工观测对比分析

在输电线路设计中,冰区划分直接影响线路的安全运行和建设成本,因此科学合理的进行冰区划分尤为重要,而通过覆冰观测获取覆冰数据是进行冰区划分的基础。覆冰观测分为人工观测和自动观测,本文对这两种观测方法分别进行了介绍,并在二郎山地区进行了对比观测,对观测结果和误差原因进行了分析论证,对自动观测技术的改进可供参考。     

基于LabWindows的数字多用表自动校准系统

针对数字多用表校准时设置参数多,记录数据量大等特点,人工操作难以满足快速、准确校准的需求,提出了基于LabWindows软件平台构建自动校准系统的方案,设计了一款实用性强、通用性高的数字多用表自动校准系统。利用自动校准系统对数字多用表进行校准,实现了对被校数字多用表的校准与报告处理过程。经实验验证,所研制的数字多用表自动校准系统操作效率高、性能可靠,具有较好的应用前景。     

高压互感器铭牌观测器的设计与应用

针对目前电能计量工作中远距离观测运行互感器铭牌不清晰、近距离观测需要停电的缺点,研制了一种基于数字摄像模块组合的高压互感器铭牌观测器,可以实现互感器铭牌的带电观测,减少了铭牌观测与检查过程的停电次数,有效提高互感器铭牌观测的效率和安全性。采用MT9M001C12STM作为图像传感器,将前端获取的图像信息经DSP图像处理器控制电路传输至显示屏进行显示,完成互感器铭牌信息的观测。测试结果表明,设计的高压互感器铭牌观测器绝缘性能、及图像清晰度均能满足互感器铭牌观测的要求。     

基于图像视觉检测技术的激光标线仪校准装置研究

针对传统激光标线仪靶标测量方法难度大、人工读数困难且效率低的问题,基于图像视觉检测技术,设计了激光标线 仪校准装置硬件系统及软件算法。通过数据采集单元、靶标系统单元和多功能升降工作台单元搭建出系统硬件装置。采用 图像预处理方法将原始图像激光线与背景分割,提取出基准中心原点并进行系统标定,利用骨架提取算法拟合出激光测量 线,计算出计量特性的偏移量,并根据算法设计出交互软件,自动测量和保存数据。最终通过所研制的校准装置和传统校准 方法,校准同一激光标线仪进行比对实验,实验结果|E,,l≤1, 结果判定为满意,验证了校准系统的可行性。     

一种通信网关机遥控组态智能比对系统的研究与实现

文章针对遥控参数人工核对繁琐复杂、效率低、易出错、安全性差的问题,设计并实现了一套通信网关机遥控组态智能比对系统,自动核对遥控组态配置正确性,并生成比对报告。该系统在某500 k V变电站进行了测试,验证了比对系统的有效性,保证了遥控参数配置的正确性,最终提高遥控操作的安全性。     

高精度频标比对及分析系统设计

为了解决频率时域参数短期特性和长期特性的高精度测量问题,基于频差倍增技术、无间隙连续采样技术和数字比相技术研制了高精度频标比对装置,建立了一套高精度频标比对及分析系统。依据检定规程,利用Visual Basic开发环境,编写了原子频标和高稳晶振的自动检定软件,在计算机控制下,可以实现稳定度、准确度、日波动、老化率、漂移率、开机特性、复现性等的自动检定、结果数据自动处理、证书打印等功能。