本发明涉及空气预热器监控，尤其涉及一种基于opencv的空气预热器转子监测方法、装置及设备。
背景技术：
1、锅炉设备在火力发电厂中扮演着重要的角色，而空气预热器则是锅炉的关键组件之一，用于提高蒸汽锅炉的热交换性能，降低热量损耗。当前，对空气预热器的监测方法包含多个方面，如性能、状态、故障检测等，而摄像头在其中发挥着至关重要的作用，通过与其他设备的协同，实现对空气预热器的全面监测。
2、尽管现有的可视化技术已经结合了一些设备，极大地满足了自动控制和设备安全监视的需求。然而，当前监控画面仍然受限于仅展示某一或两个转子仓格的情况，这使得难以全面观察空气预热器的整体运行状况，无法及时发现异常。另外，由于受到空气预热器转速的制约，直接从摄像画面获取信息可能导致记录不及时等情况。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于opencv的空气预热器转子监测方法、装置及设备，应用于空气预热器，以实现在空气预热器实时运行的情况下，展示每个周期转子仓格的画面，实现对设备内部全貌的实时监测。
2、本发明提供了一种基于opencv的空气预热器转子监测方法，包括：
3、获取空气预热器的视频流数据；
4、基于预设的图像提取算法得到视频流数据对应的原始图像数据，并对所述原始图像数据进行筛选，得到待配准的第一目标图像；
5、基于opencv对待配准的第一目标图像进行预处理，将待配准的第一目标图像映射至目标图像的视平面，得到映射后的第二目标图像，并对映射后的第二目标图像按照预设配准条件进行校准，得到校准后的第三目标图像以确保所述第三目标图像在空间和几何上保持一致；
6、将校准后的第三目标图像按照预设标记顺序进行组合拼接，得到具有每个转子仓格顺序排列的目标空气预热器全景图。
7、作为优选地，所述基于预设的图像提取算法得到视频流数据对应的原始图像包括：
8、获取所述空气预热器实际旋转角速和转子仓格的数量，根据实时读取帧数tfn公式计算得到当前读取的帧数；
9、其中，实时读取帧数tfn通过如下计算公式得到：
10、tfn＝(if+α)×(ns×n+i)；
11、其中，i f为视频流数据一秒所包含的帧数；α为空气预热器运行情况下的帧数误差补偿，ns为空气预热器的实际转子仓格数；n为当前拼接的序号；i为当前转子仓格的序号，i≤ns。
12、作为优选地，所述对所述原始图像数据进行筛选，得到待配准的第一目标图像包括：
13、对目标对象按照预设排列顺序进行标注，所述目标对象为每个空气预热器转子仓格；
14、通过成像设备实时获取监测到的每一帧图像数据，所述图像数据包括原始目标图像和非原始目标图像；
15、对每一帧图像数据中的所述原始目标图像进行筛选，筛选后得到所述原始目标图像并过滤掉所述原始目标图像；
16、对所述原始目标图像中感兴趣区域进行选择，得到与标注对应的最终的第一目标图像，所述感兴趣区域包括一空气预热器转子仓格区域及对应的密封片区域；
17、其中，所述原始目标图像为具有完整性标注目标对象的目标图像和非原始目标图像为除所述原始目标图像外的图像数据。
18、作为优选地，所述将待配准的第一目标图像映射至目标图像的视平面，得到映射后的第二目标图像包括：
19、输入所述第一目标图像各顶点像素点位置信息a1、b1、c1、d1，并配置第二目标图像各顶点的像素点位置信息a2、b2、c2、d2；
20、构建齐次坐标：将所述第一目标图像各顶点像素点位置信息a1、b1、c1、d1表示为第一三维齐次坐标
21、点乘计算：将第一三维齐次坐标与透视变换矩阵相乘，得到第二三维齐次坐标：
22、
23、归一化：将第二三维齐次坐标除以第三个分量z2，得到变换后的二维坐标
24、其中，透视变换矩阵m是基于最小二乘法来求解方程ataα＝atβ，得到透视变换矩阵中的九个元素，at是增广矩阵的转置，β是目标图像坐标，α是透视变换矩阵中的九个元素。
25、作为优选地，所述对映射后的第二目标图像按照预设配准条件进行校准包括：
26、确定并选取所述第二目标图像的像素点位置a1、b1、c1、d1；
27、根据空气预热器转子仓格的预设配准角度对所述第二目标图像进行拉伸，得到第三目标图像，并确定所述第三目标图像对应的像素点位置a2、b2、c2、d2；
28、确定所述第三目标图像的第一边界线段a2b2和第二边界线段c2d2；
29、对第一边界线段a2b2与第二边界线段c2d2建立延长线，并判断所述第一边界线段延长线和所述第二边界线段延长线所构成的夹角θ是否为预设配准角度k；
30、若所述第三目标图像不满足预设配准夹角，则继续对所述第三目标图像对应的像素点进行调试直至满足预设配准夹角；
31、其中，所述预设配准角度k为空气预热器中每个扇形板所占圆周的角度。
32、作为优选地，所述将校准后的第三目标图像按照预设标记顺序进行组合拼接包括：
33、对所述第一边界线段a2b2与所述第二边界线段c2d2进行延伸得到交点，将所述交点作为环状空气预热器同心圆的圆心，将所述第一边界线段a2b2和第二边界线段c2d2延伸至所述交点长度作为半径；
34、根据配准夹角、圆心及半径将所述第三目标图像进行扩充为目标图像形状，得到第四目标图像；
35、将放置所述第四目标图像的画布进行扩大以达到能够容纳空气预热器全景；
36、当所述第三目标图像形状为扇形时，将多个所述第三目标图像沿扇形边长旋转拼接成目标空气预热器全景图。
37、作为优选地，所述对所述第三目标图像对应的像素点进行调试包括：
38、确定所述第三目标图像中转子仓格顶点对应的第一像素点a2、第二像素点b2、第三像素点c2和第四像素点d2；
39、识别并确定转子仓格上仓格板的位置，将所述第三目标图像进行横向拉伸，同时将所述第二像素点b2、第三像素点c2和第四像素点d2进行纵向调整以确保所述仓格板与转子仓格的中心线相互垂直。
40、作为优选地，所述对所述第三目标图像对应的像素点进行调试包括：
41、在所述第一边界线段a2b2与所述第二边界线段c2d2延长线所构成的夹角θ不等于预设配准角度k的情况下，所述第二像素点b2和所述第三像素点c2固定不变，对第一像素点a2和第四像素点d2进行调整；
42、当夹角θ大于预设配准角度k时，将所述第一像素点a2和第四像素点d2连接形成的线段向外扩以扩大所述第三目标图像的目标图形区域；
43、当夹角θ小于预设配准角度k时，将第一像素点a2和第四像素点d2连接形成的线段向内缩以缩小所述第三目标图像的目标图形区域。
44、本发明还提供了一种基于opencv的空气预热器转子监测装置，包括：
45、获取模块，用于获取空气预热器的视频流数据，基于预设的图像提取算法得到视频流数据对应的原始图像数据，并对所述原始图像数据进行筛选，得到待配准的第一目标图像；
46、配准模块，用于基于opencv对待配准的第一目标图像进行预处理，将待配准的第一目标图像映射至目标图像的视平面，得到映射后的第二目标图像，并对映射后的第二目标图像按照预设配准条件进行校准，得到校准后的第三目标图像以确保所述第三目标图像在空间和几何上保持一致；
47、拼接模块，用于将校准后的第三目标图像按照预设标记顺序进行组合拼接，得到具有每个转子仓格顺序排列的目标空气预热器全景图。
48、本发明还提供了一种电子设备，包括：
49、存储器，所述存储器用于存储处理程序；
50、处理器，所述处理器执行所述处理程序时实现如本发明实施例所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法。
51、针对现有技术，本发明具有如下的有益效果：
52、本发明提出了一种基于opencv的空气预热器转子监测方法，该技术旨在准确地将多个图像拼接在一起，以便通过合成图像提供更全面、更完整的视觉信息。本算法创新性地使用了基于opencv的图像拼接技术对空气预热器的每一个转子仓格进行选取拼接并全景展示，主要分为三步：图像获取、图像配准和图像组合；图像获取分为视频获取和摄像头数据获取，用于需拼接图像部分的框选；图像配准用于图像的拉伸和大小、角度的校准；图像组合用于将每一个空气预热器转子仓格进行组合形成全景图。本算法不需要额外的设备辅助，便于操作，有应对误差的方法，可直观地给出空气预热器运行一周，即360°的转子仓格全景图。
53、本发明基于预设的图像提取算法实时获取当前视频数据对应的帧图像，减小了空气预热器运行转速对选取视频帧的影响；将图像坐标映射到三维空间，然后再从三维空间到二维平面的投影变换，得到目标图像数据，能够处理来自不同源的图像，使它们在空间和几何上保持一致，为最终的全景图生成奠定基础。
54、本发明通过应用图像拼接技术，本发明在空气预热器实时运行时能够呈现每个周期转子仓格的画面，实现对设备内部全貌的实时监测。不仅弥补了传统技术在实时监测和画面展示方面的不足，而且能够提高设备监测效能、减少维护成本和提升安全性。
55、本发明将每个空气预热器转子仓格的图像组合在一起，形成最终的全景图。在这个阶段，利用经过配准的图像，将它们有机地组织在一起，以呈现出完整且无缝的全景视图。
1.一种基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述基于预设的图像提取算法得到视频流数据对应的原始图像包括：
3.根据权利要求1所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述对所述原始图像数据进行筛选，得到待配准的第一目标图像包括：
4.根据权利要求1所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述将待配准的第一目标图像映射至目标图像的视平面，得到映射后的第二目标图像包括：
5.根据权利要求1所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述对映射后的第二目标图像按照预设配准条件进行校准包括：
6.根据权利要求5所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述将校准后的第三目标图像按照预设标记顺序进行组合拼接包括：
7.根据权利要求5所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述对所述第三目标图像对应的像素点进行调试包括：
8.根据权利要求5所述的基于opencv的空气预热器转子监测方法，其特征在于，所述对所述第三目标图像对应的像素点进行调试包括：
9.一种基于opencv的空气预热器转子监测装置，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
