基于图像识别技术的功率测试仪及功率测试方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别技术的功率测试仪及功率测试方法，属于电力测量技术领域，包括两路用于采集智能电能表阵列图像的图像采集通道，神经网络单元、中央处理器和显示器组件；其中，每路图像采集通道包括设有调焦镜头的图像传感器以及接收图像传感器输出信号的图像预处理单元；神经网络单元接收所述图像预处理单元的输出信号并将判断数据发送给中央处理器，由中央处理器控制显示器组件输出包含判断数据的界面信息；所述判断数据包含智能电能表阵列的定位信息和电能信息。本发明专利技术提供技术方案可同时对多只具有脉冲指示灯的智能电能表同时进行功率测试。

Power Tester and Power Test Method Based on Image Recognition Technology

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别技术的功率测试仪及功率测试方法
本专利技术属于电力测量
，具体涉及用于测量智能电能表的基于图像分析技术的功率测试方法及功率测试仪。
技术介绍
智能电能表外部设有脉冲指示灯，根据固定脉冲间隔，即脉冲常数，指示当前智能电能表的表计功率。由于智能电能表常数不同，记录相同的电能，常数小的智能电能表脉冲个数少，常数大的智能电能表脉冲个数多。常见智能电能表的脉冲常数中，单相智能电能表的脉冲常数可以是1200imp/kWh三相四线制智能电能表的脉冲常数可以是6400imp/kwh。如电能常数为1200imp/kwh，在用电时电能表的脉冲指示灯将闪烁，当脉冲指示灯闪烁1200次时，计数器个位数值将进一位，说明已经使用了1kwh（度）电。电力公司在用电检查的过程中往往涉及读取智能电能表的相关数据，例如：电压、电流、功率等表计数据。实际运用过程中需要同时读取并排多块电能表的功率数据。目前常见方式为按压智能电能表的按钮若干次达到显示表计功率的目的，此方法效率低下、而且很难做到对多块电能表进行同时监测。居民小区智能电能表的表箱一般在安装时嵌入墙体，很难检查是否存在暗线，通常需要测量所有分户智能电能表的表计电流，然后相加，再和总进线电流进行比对，从而判断是否存在暗线，人工测量和比对误差较大，且用时较长、测量同步性差，实际工作难以实现小电流漏电、偷电的发现。现有技术中，有通过智能电能表的通讯端口进行同步采集多个智能电能表的表计电流，再进行同步对比以发现窃电行为的设备，但是需要连接大量线缆，操作非常不便。中国专利申请201810500905.3公开了一种利用智能电能表脉冲闪烁间隔推算变压器功率和电流的方法，但未公开获取智能电能表计量装置数据的设备组成和具体方法，同时也未针对智能电能表阵列表计数据的批量获取问题提出解决方案。双目测距技术是一种3D感测技术，通过两个摄像头抓取图像，用类似人眼的原理构建3D感测模型，一般的方法是，首先通过双目标定对两幅图像进行立体校准和对齐，然后根据双摄像头中心距或称基线确定图像中同邻域点到摄像头的位置关系即视差图。现有技术中尚未有将3D感测技术应用于功率测试领域的公开技术方案。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于图像识别技术的功率测试仪，使用便捷，用于快速测量多智能电能表的表计电流，从而同步对比发现窃电行为，特别是小电流的窃电行为。本专利技术提供的技术方案是：基于图像识别技术的功率测试仪，包括两路用于采集智能电能表阵列图像的图像采集通道，神经网络单元、中央处理器和显示器组件；其中，每路图像采集通道包括设有调焦镜头的图像传感器以及接收图像传感器输出信号的图像预处理单元；神经网络单元接收所述图像预处理单元的输出信号并将判断数据发送给中央处理器，由中央处理器控制显示器组件输出包含判断数据的界面信息；所述判断数据包含智能电能表阵列的定位信息和电能信息。对上述技术方案的改进在于：所述调焦镜头为焦距小于28mm的广角镜头。对上述技术方案的改进在于：所述图像传感器感光频段包含可见光频段或红外频段。对上述技术方案的改进在于：所述界面信息包含智能电能表阵列图像。对上述各技术方案的优选实施例中包含一个控制每路图像采集通道中调焦镜头的同步调焦单元。基于上述技术方案，本专利技术还提供了基于图像识别技术的功率测试方法，包含：通过两路图像采集通道获得智能电能表阵列的图像信息；通过储存有学习数据的神经网络单元从所述图像信息中提取判断数据；通过中央处理器将图像信息和判断数据整合后控制显示器组件输出界面信息。进一步的，所述判断数据携带智能电能表阵列内每个智能电能表的定位信息和电能信息。上述技术方案的一个实施例中包括以下步骤：a）通过两路图像采集通道分别获取智能电能表阵列的两组图像信息，所述每组图像信息包含一个相同时间段内每个时刻的图像帧；b）将两组图像信息中同一时刻的图像帧设为该时刻的图像帧对，通过双目测距技术算法将该时刻的图像帧对转换为该时刻的3D感测模型；c）通过神经网络单元中的学习数据从一个时刻的3D感测模型中提取智能电能表阵列内每个智能电能表的边界，根据边界判断每个智能电能表的定位信息，所述定位信息包含该智能电能表的智能电能表模型对象；d）根据每个智能电能表的智能电能表模型对象提取所述图像信息中该智能电能表的脉冲指示灯的脉冲间隔，并转化为该智能电能表的电能信息；e）中央处理器对智能电能表阵列中每个智能电能表的电能信息进行统计后，将统计信息、图像信息和判断数据整合后控制显示器组件输出界面信息。进一步的，所述智能电能表模型对象包括智能电能表的空间位置信息、型号信息和脉冲指示灯参数信息。在上述技术各技术方案的一个实施例中，通过一个同步调焦单元控制每路图像采集通道的焦距同步变化。本专利技术的一个方面带来的一个有益效果是：利用图像识别技术及智能电能表的脉冲灯对多块相邻的智能电能表组成的智能电能表阵列进行同时读取和汇总，操作简单、使用方便。本专利技术的一个方面带来的一个有益效果是：因图像识别技术能准确的对智能表的脉冲灯亮、灭进行识别，并可以准确的进行计时，所以该装置能较为准确的测量出拍摄区域内所有智能电能表的实时功率等电能参数。本专利技术的一个方面带来的一个有益效果是：使用双目测距技术原理，避免了实际使用中阳光等强光对图像识别带来的干扰，将基于图像识别技术的功率测试仪的测量成功率提高到实用水平。本专利技术的一个方面带来的一个有益效果是：使用神经网络单元辅助分析双图像采集通道的输出信号，由于调焦镜头间的基线是固定的，可以免除3D感测模型建模中，具体的双目矫正和对其的步骤可以省略，节约图像处理时的硬件计算开支，提高视频分析效率，减小显示屏组件的视频输出的时滞问题。附图说明图1是本专利技术一个实施例中功率测试仪的系统框图；图2是图1中功率测试仪的工作原理示意图；图3是本专利技术一个实施例中功率测试仪的系统框图；图4是本专利技术一个实施例中功率测试方法的流程图；图5是本专利技术一个实施例中利用功率测试仪实现机器学习的方法流程图；其中，10、智能电能表阵列，11、智能电能表，12、智能电能表3D感测模型，20、功率测试仪，21、调焦镜头，22、图像传感器，23、图像预处理单元，30、神经网络单元，40、中央处理器，50、显示器组件，60、同步调焦单元，70、分布式数据服务器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例进一步对本专利技术提供的技术方案进行进一步的说明。实施例一如图1所示，本实施例是一种基于图像识别技术的功率测试仪20，是一种手持式终端，通过网络与分布式数据服务器70通讯连接，用于同时读取现场多块智能电能表的实时功率数据和并汇总分析智能表的总功率，有效成像距离大于10m，有效视角大于100°。本实施例包括两路用于采集智能电能表阵列图像的图像采集通道，分别接收两路图像采集通道输出信号的神经网络单元30、接收神经网络单元30判断数据的分布式数据服务器70，接收分布式数据服务器70转发判断数据的中央处理器40、显示器组件50以及控制调整两路图像采集通道中光路部件的同步调焦单元60。本实施例中功率测试仪20的手持式终端设置有并列的两个可见光频段的摄像头组件，每个摄像头组件包括焦距为18mm至5mm的调焦镜头21和与调焦镜头组合装配的图像传感器22，调焦镜头21为广本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：包括两路用于采集智能电能表阵列图像的图像采集通道，神经网络单元、中央处理器和显示器组件；其中，每路图像采集通道包括设有调焦镜头的图像传感器以及接收图像传感器输出信号的图像预处理单元；神经网络单元接收所述图像预处理单元的输出信号并将判断数据发送给中央处理器，由中央处理器控制显示器组件输出包含判断数据的界面信息；所述判断数据包含智能电能表阵列的定位信息和电能信息。

【技术特征摘要】
1.基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：包括两路用于采集智能电能表阵列图像的图像采集通道，神经网络单元、中央处理器和显示器组件；其中，每路图像采集通道包括设有调焦镜头的图像传感器以及接收图像传感器输出信号的图像预处理单元；神经网络单元接收所述图像预处理单元的输出信号并将判断数据发送给中央处理器，由中央处理器控制显示器组件输出包含判断数据的界面信息；所述判断数据包含智能电能表阵列的定位信息和电能信息。2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：所述调焦镜头为焦距小于28mm的广角镜头。3.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：所述图像传感器感光频段包含可见光频段或红外频段。4.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：所述界面信息包含智能电能表阵列图像。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于图像识别技术的功率测试仪，其特征在于：包含一个控制每路图像采集通道中调焦镜头的同步调焦单元。6.基于图像识别技术的功率测试方法，其特征在于，包含：通过两路图像采集通道获得智能电能表阵列的图像信息；通过储存有学习数据的神经网络单元从所述图像信息中提取判断数据；通过中央处理器将图像信息和判断数据整合后控制显示器组件输出界面信息。7.根据权利要求6所述的基于图像识别技术的功率测...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国胜，李燕，常华，徐永泽，杨冲，冯保全，魏庆国，潘旭，益超，秦苗苗，史运涛，郭鹤，王沛照，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网河北省电力有限公司，国网河北省电力有限公司辛集市供电分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11