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基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置及其监测方法制造方法及图纸

技术编号：40536328 阅读：21 留言：0更新日期：2024-03-01 13:58

本发明专利技术涉及电气仪表监测技术领域，且公开了基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置及其监测方法，包括主体结构的监测主仓，在监测主仓正前方设置有正视于待监测仪表设备的双光谱摄像机，并在双光谱摄像机环形外围设置了若干组环形阵列分布的补光灯，在监测主仓底部设置可支撑监测主仓的支架。本申请为采用非接触式安装，不直接接触仪表内部结构，确保了仪表数据的准确性，采用图像识别技术，识别效果取决于图像拍摄效果和数据处理能力，可通过算法迭代和数据库建设识别多种类型仪表，无需与不同类型仪表做硬件适配，一套装置可应对，具有较强的适配能力。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气仪表监测，具体为基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置及其监测方法。

技术介绍

1、公随着各电压等级的智能变电站建设，电网系统变电站仪表通常配置有：变压器油位计、压力表；gis密度表；避雷器泄漏电流表等(均为指针表)，具有装置点分散、零乱、复杂等不规则特点，有的同一设备上的表计安装点高差达将近2-3m，甚至存在读数“死角”等。经过多年智能化建设和改造，电网系统变电站虽已实现了变压器油色谱在线分析、变压器运行状态在线监测、断路器性能在线监测、gis运行状态在线诊断等主设备方面的智能监测、监控及机器人巡检等，但对设备末梢仪表的在运状态监控一直处于人工或机器人定时巡视等非实时监测状态，其运行状态也仅凭人眼和经验判断及机器人有限的路径、角度巡视，监控手段和精准度与电网全面智能化管理以及正在大力推行的万物互联之电力物联网及安全、实时、可控运行需求有着较大差距，亟待改进和提升。

2、现有技术针对该类问题的解决措施大致分为两种，一类是使用各类型机器人巡视和人工巡视相配合的方式，提高巡视频率来获取更大量的数据来提升监测效果，一类是将原有的传统仪表进行拆除，重新安装智能仪表。但此种方法需要进行停电改造，能否可行取决于现场及设备工况，且实施时间长。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置及其监测方法，能够有效地解决现有技术的问题。

3、(二)技术方案

<p>4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：

5、本专利技术公开了基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置及其监测方法，包括主体结构的监测主仓，在监测主仓正前方设置有正视于待监测仪表设备的双光谱摄像机，并在双光谱摄像机环形外围设置了若干组环形阵列分布的补光灯，在监测主仓底部设置可支撑监测主仓的支架，并在支架的另一端设置了可与仪表设备进行结合的夹持组件，通过夹持组件以及支架使监测主仓正视于仪表设备。

6、更进一步地，建立数据库，由双光谱摄像机采集不同仪表设备(例如a、b、c、d、e、f)的轮廓外形，并将上述所有的外形数据储存在数据库内。

7、更进一步地，逐一增加上述不同仪表设备中a-f的指针指向初始位置以及末尾位置的外形数据，并储存在数据库内。

8、更进一步地，同上述将a-f中的仪表设备逐一将指针指向下一组数据后，指针偏移的角度a数据进行记录在数据库内。

9、更进一步地，监测时，由双光谱摄像机拍摄的画面经主控芯片进行深化、降噪、滤波以及消除背景处理。

10、更进一步地，主控芯片由当前处理后的图片对比储存的a-f中的外形图片进行对比，使当前处理的图片对应a-f中对应的仪表设备。

11、更进一步地，由当前处理的仪表图片指针指向的角度与初始角度对比计算角度差，得出角度a的差值，通过原始0+a的差值得出当前拍摄的仪表指针数值，并将数值0+a的数据对应数据库设定的0+a得到的具体数值，将该数值输出至显示部。

12、更进一步地，(x,y)代表指针末端指向的像素点，fn(x,y)代表第n帧图像，fn-1(x,y)代表第n-1帧图像，差分结构为dn(x,y)，结合差分公式进行优化后适用本申请的差分公式为：dn(x,y)＝|fn(x,y)—fn-1(x,y)|，若dn(x,y)＝t

13、rn(x,y)＝fn(x,y)

14、若dn(x,y)＝＞t或者＜t

15、fnx-dnx,

16、fn-1x-dnx,

17、若fnx-dnx＞fn-1x-dnx，

18、则rn(x,y)取fn(x,y)

19、若fnx-dnx小于fn-1x-dnx，

20、则rn(x,y)取fnfn-1(x,y)，

21、rn(x,y)对应的数据库数值与0+a对应的数值相同即可，上述识别过程需要人为提高准确度，通过前期人工对机器自识别输出结果的校正来不断提升算法输出结果的准确度，上述识别过程需要人为提高准确度，通过前期人工对机器自识别输出结果的校正来不断提升算法输出结果的准确度。

22、更进一步地，引入弹性的有效偏差范围，为0+a的输出数值设定可接受区间范围，0+a的最大值不能超过数据库中指针指向末尾位置的角度，舍弃不合理结果。

23、(三)有益效果

24、采用本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

25、1、本申请为采用非接触式安装，不直接接触仪表内部结构，确保了仪表数据的准确性，采用图像识别技术，识别效果取决于图像拍摄效果和数据处理能力。可通过算法迭代和数据库建设识别多种类型仪表。无需与不同类型仪表做硬件适配，一套装置可应对，具有较强的适配能力。

26、2、采用双光谱方案，此外配置补光灯。确保户外条件下装置仍可清晰的拍摄出仪表当前图像，即可人工巡视时携带也可部署在现场24小时值守，获取的仪表数据可以上送到后台做进一步应用。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于图像识别技术的电气仪表读数检测装置，包括主体结构的监测主仓(1)，在监测主仓(1)正前方设置有正视于待监测仪表设备的双光谱摄像机(2)，并在双光谱摄像机(2)环形外围设置了若干组环形阵列分布的补光灯(3)，在监测主仓(1)底部设置可支撑监测主仓(1)的支架(4)，并在支架(4)的另一端设置了可与仪表设备进行结合的夹持组件(5)，通过夹持组件(5)以及支架(4)使监测主仓(1)正视于仪表设备。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：建立数据库，由双光谱摄像机(2)采集不同仪表设备(例如A、B、C、D、E、F、)的轮廓外形，并将上述所有的外形数据储存在数据库内。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：逐一增加上述不同仪表设备中A-F的指针指向初始位置以及末尾位置的外形数据，并储存在数据库内。

4.根据权利要求3所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：同上述将A-F中的仪表设备逐一将指针指向下一组数据后，指针偏移的角度a数据进行记录在数据库内。>

5.根据权利要求4所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：监测时，由双光谱摄像机(2)拍摄的画面经主控芯片进行深化、降噪、滤波以及消除背景处理。

6.根据权利要求5所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：主控芯片由当前处理后的图片对比储存的A-F中的外形图片进行对比，使当前处理的图片对应A-F中对应的仪表设备。

7.根据权利要求6所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：由当前处理的仪表图片指针指向的角度与初始角度对比计算角度差，得出角度a的差值，通过原始0+a的差值得出当前拍摄的仪表指针数值，并将数值0+a的数据对应数据库设定的0+a得到的具体数值，将该数值输出至显示部。

8.根据权利要求7所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：(x,y)代表指针末端指向的像素点，Fn(x,y)代表第N帧图像，Fn-1(x,y)代表第N-1帧图像，差分结构为Dn(x,y)，结合差分公式进行优化后适用本申请的差分公式为：Dn(x,y)＝|Fn(x,y)—Fn-1(x,y)|，若Dn(x,y)＝T

9.根据权利要求8所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：引入弹性的有效偏差范围，为0+a的输出数值设定可接受区间范围，0+a的最大值不能超过数据库中指针指向末尾位置的角度，舍弃不合理结果。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：建立数据库，由双光谱摄像机(2)采集不同仪表设备(例如a、b、c、d、e、f、)的轮廓外形，并将上述所有的外形数据储存在数据库内。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：逐一增加上述不同仪表设备中a-f的指针指向初始位置以及末尾位置的外形数据，并储存在数据库内。

4.根据权利要求3所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：同上述将a-f中的仪表设备逐一将指针指向下一组数据后，指针偏移的角度a数据进行记录在数据库内。

5.根据权利要求4所述的基于图像识别技术的电气仪表读数监测方法，其特征在于：监测时，由双光谱摄像机(2)拍摄的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐石，王万亭，江岚，郑素群，张教练，罗明亮，李赟，蓝勇琴，相涛，张琪英，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司临安恒信成套电气制造分公司，
类型：发明
国别省市：

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