基于Vega的仿真红外热像检测和诊断系统的研究

摘要

近年来，随着对红外技术的深入研究，红外热像不仅在军事方面，而且开始在民用方面得到了越来越广泛的应用。但是，目前红外设备自身的价格比较高，使得以设备实物为基础所进行研究成本增加，并且由于一些应用场合的限制，使红外设备实际试验比较困难。为了解决以上问题，我们利用越来越成熟的计算机技术，通过计算机专业软件来仿真模拟红外设备工作模式，可以得到比较理想的仿真结果。
　　虽然红外热成像技术在近些年得到了一定的发展，但是在电力变压器检测上的应用还没有得到实现。但是由于变压器在电力行业中所占的比重比较大，并且其发生过热故障的概率比较大，作为一项现代化检测手段，红外热检测技术应用在电力变压器故障监测上。本文通过场景红外仿真软件 Vega建立变压器仿真模型，通过自主开发的检测和诊断软件，对所建立的模型进行了仿真检测分析，并且得到可靠的检测结果。
　　1)运用红外物理和红外辐射的知识，分析并建立了电力变压器目标的红外辐射模型、天空背景和大地背景的红外辐射模型、大气对红外辐射的衰减模型以及红外探测器的噪声模型等。
　　2)通过Multigen Vega软件实现了变压器目标和天空、地形背景的联合红外成像仿真，并且可以通过视景平台的各个控制面板实现对运行环境、仿真波段、噪声效果、特殊效果等的设置。
　　3)自主开发了红外图像检测和诊断软件，并在对比了模糊温度阈值和模糊相对温差法之后，提出了改进的模糊推理法，通过加入检测算法，可以提高检测速度和系统的精度。本文开发的仿真红外图像检测和诊断软件系统具有较强的交互性和面向对象能力，控制方式简单灵活，功能丰富。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 场景红外仿真的国内外研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

第二章 目标和背景的红外辐射特性

2.1 红外辐射的基本定律

2.2 目标红外辐射特性

2.3 背景的红外辐射特性

2.4 红外辐射的大气传输衰减

2.5 红外探测器的噪声特性

2.6 本章小结

第三章 基于MultiGen Creator的建模技术

3.1 MultiGen Creator的特点

3.2 OpenFlight结构简介

3.3 电力变压器红外目标的建模

3.4 本章小结

第四章 Vega平台下的电力变压器红外仿真

4.1 Vega的红外仿真流程简介

4.2 MAT大气环境文件的生成

4.3 电力变压器TMM文件生成

4.4 LynX定义场景的ADF文件

4.5 本章小结

第五章 变压器红外检测和诊断软件系统的设计

5.1 变压器基本故障介绍

5.2 模糊推理在变压器故障红外诊断中的应用

5.3 软件设计的总体方案与具体设计

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果