一种基于图像识别的制造技术

本发明专利技术涉及表计检测技术领域，公开了一种基于图像识别的

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的SF6表计压力监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及表计检测
，尤其涉及一种基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法及系统
。

技术介绍

[0002]SF6
压力示数是变电站运维工作中的一项关键指标，反映了变电站断路器
、
隔离开关等重要设备的绝缘性和可靠性
。
目前应用于变电站的
SF6
压力示数的主要监测方法是：
1)
人工巡视，变电站运维人员周期性巡视变电站内的各个
SF6
表计，肉眼观察，手工统计
SF6
压力表计的读数，结合历史数据
、
气象数据
、
设备历史缺陷等情况初步判断设备的健康程度
。
优点是人工巡视表计保证了判断结果的可靠性，但是缺点在于人员少，设备多，任务重，效率低
。2)
后台监测，在
SF6
压力表计中装设密度继电器，当
SF6
压力低于正常值时，继电器动作，后台发出
SF6
压力低告警信号
。
但是，安装位置在户外受环境影响比较大，压力继电器存在误动情况，难以发现设备健康程度的变化趋势，只有正常和告警两种信息
。
当
SF6
压力低于额定值且高于告警值时，
SF6
压力监测处于真空期，难以及时有效地对
SF6
压力进行监测，
SF6/>压力监测精度也不高
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法及系统，解决了难以及时有效地对
SF6
压力进行监测，
SF6
压力监测精度也不高的技术问题
。
[0004]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，包括以下步骤：
[0005]获取
SF6
表计图像集，所述
SF6
表计图像集由具有时序性的多个待识别
SF6
表计图像组成；
[0006]利用
SURF
算法对每个所述待识别
SF6
表计图像进行特征检测，并对所述待识别
SF6
表计图像与预设的表计模板图像进行特征点匹配，确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布；
[0007]根据
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数；
[0008]对每个
SF6
表计图像的表计示数以及预先获取的
SF6
表计的环境温度变化情况进行曲线拟合，得到
SF6
压力随温度变化的特性曲线；
[0009]计算所述
SF6
压力随温度变化的特性曲线与预设的标准
SF6
压力随温度变化的特性曲线的相对偏差；
[0010]根据所述相对偏差以及预设周期内的
SF6
表计图像的表计示数与标准
SF6
压力计算相对偏差的变化速率；
[0011]将相对偏差的变化速率与预设的速率阈值进行比较，根据比较结果确定预设周期内的
SF6
压力的变化趋势
。
[0012]优选地，获取
SF6
表计图像集的步骤具体包括：
[0013]通过无人机按照预设的航线执行飞行巡视任务，并在预设的拍照点处对
SF6
表计进行拍照，得到多个待识别
SF6
表计图像，并构成
SF6
表计图像集
。
[0014]优选地，对每个所述待识别
SF6
表计图像进行特征检测，利用
SURF
算法对所述待识别
SF6
表计图像与预设的表计模板图像进行特征点匹配，确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布的步骤具体包括：
[0015]对每个所述待识别
SF6
表计图像进行灰度处理，得到
SF6
表计灰度图像；
[0016]利用
SURF
算法对所述
SF6
表计灰度图像进行多尺度检测，得到关键特征点，并通过局部图像区域的特征向量来描述关键特征点；
[0017]比较所述
SF6
表计灰度图像对应的关键特征点的特征向量与预设的表计模板图像的关键特征点的特征向量之间的欧几里德距离，确定所述
SF6
表计灰度图像是否存在指针；
[0018]若确定所述
SF6
表计灰度图像存在指针，则通过透视矩阵变换将预设的表计模板图像上的预先标注好的指针的坐标和刻度的坐标映射到每一个
SF6
表计灰度图像上，从而确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布
。
[0019]优选地，根据
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数的步骤具体包括：
[0020]对
SF6
表计图像进行
K
‑
means
二值化处理，得到二值图，将预设的表计模板图像的指针旋转中心在所述二值图上进行映射，得到
SF6
表计图像的指针旋转中心的位置；
[0021]根据所述指针旋转中心和指针的相对位置确定
SF6
表计图像的指针的旋转角度；
[0022]利用角度法，根据所述指针的旋转角度和表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数
。
[0023]优选地，计算所述
SF6
压力随温度变化的特性曲线与预设的标准
SF6
压力随温度变化的特性曲线的相对偏差的步骤具体包括：
[0024]采用最小二乘法计算所述
SF6
压力随温度变化的特性曲线与预设的标准
SF6
压力随温度变化的特性曲线的相对偏差为：
[0025]d
j
％＝
aj+b
[0026]式中，
j
表示采样点，
d
j
表示第
j
个采样点的相对偏差，
a
表示斜率，
b
表示常数，其中，
[0027][0028]式中，
p
j
表示第
j
个采样点的
SF6
压力，
p
j
′
表示第
j
个采样点的标准
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取
SF6
表计图像集，所述
SF6
表计图像集由具有时序性的多个待识别
SF6
表计图像组成；利用
SURF
算法对每个所述待识别
SF6
表计图像进行特征检测，并对所述待识别
SF6
表计图像与预设的表计模板图像进行特征点匹配，确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布；根据
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数；对每个
SF6
表计图像的表计示数以及预先获取的
SF6
表计的环境温度变化情况进行曲线拟合，得到
SF6
压力随温度变化的特性曲线；计算所述
SF6
压力随温度变化的特性曲线与预设的标准
SF6
压力随温度变化的特性曲线的相对偏差；根据所述相对偏差以及预设周期内的
SF6
表计图像的表计示数与标准
SF6
压力计算相对偏差的变化速率；将相对偏差的变化速率与预设的速率阈值进行比较，根据比较结果确定预设周期内的
SF6
压力的变化趋势
。2.
根据权利要求1所述的基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，其特征在于，获取
SF6
表计图像集的步骤具体包括：通过无人机按照预设的航线执行飞行巡视任务，并在预设的拍照点处对
SF6
表计进行拍照，得到多个待识别
SF6
表计图像，并构成
SF6
表计图像集
。3.
根据权利要求1所述的基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，其特征在于，对每个所述待识别
SF6
表计图像进行特征检测，利用
SURF
算法对所述待识别
SF6
表计图像与预设的表计模板图像进行特征点匹配，确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布的步骤具体包括：对每个所述待识别
SF6
表计图像进行灰度处理，得到
SF6
表计灰度图像；利用
SURF
算法对所述
SF6
表计灰度图像进行多尺度检测，得到关键特征点，并通过局部图像区域的特征向量来描述关键特征点；比较所述
SF6
表计灰度图像对应的关键特征点的特征向量与预设的表计模板图像的关键特征点的特征向量之间的欧几里德距离，确定所述
SF6
表计灰度图像是否存在指针；若确定所述
SF6
表计灰度图像存在指针，则通过透视矩阵变换将预设的表计模板图像上的预先标注好的指针的坐标和刻度的坐标映射到每一个
SF6
表计灰度图像上，从而确定
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布
。4.
根据权利要求3所述的基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，其特征在于，根据
SF6
表计图像中的指针的位置以及表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数的步骤具体包括：对
SF6
表计图像进行
K
‑
means
二值化处理，得到二值图，将预设的表计模板图像的指针旋转中心在所述二值图上进行映射，得到
SF6
表计图像的指针旋转中心的位置；根据所述指针旋转中心和指针的相对位置确定
SF6
表计图像的指针的旋转角度；利用角度法，根据所述指针的旋转角度和表盘刻度分布确定
SF6
表计图像的表计示数
。5.
根据权利要求1所述的基于图像识别的
SF6
表计压力监测方法，其特征在于，计算所
述
SF...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启哲，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：