一种适用于智能变电站巡检机器人的双针仪表读数的识别算法

提出一种适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的对变电站双指针式仪表设备读数的识别算法。首先针对双针仪表设备图像,进行设备模板化处理,并在模板库中建立仪表的min刻度和max刻度的位置信息。对于机器人实时采集的仪表图像,先要在后台服务中调取相应采集位置设备的模板图,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法,在输入图像中匹配提取仪表表盘区域子图像。而后除去上方指针在表盘中的阴影降低指针误识别率,再对表盘子图像进行二值化、仪表指针骨干化处理,利用快速霍夫变换(Fast Hough Transform)检测两条指针直线去除噪音干扰,定位指针精确位置和指向角度,完成指针读数。此算法经过国内某500 kV智能变电站巡检机器人实地测试,各种仪表综合识别率超过95%,对仪表的读数具有高精度高鲁棒性,完全满足该智能变电站推进无人值守的仪表设备读数自动检测识别的要求。     

基于SIFT特征匹配的电力设备图像变化参数识别

在变电站视频监视系统中,可通过视频巡检来及时发现某些异常状态,以免产生故障。图像的某些参数的改变是判别图像状态改变的重要依据,提出了一种基于SIFT,OTSU和RANSAC相结合的特征匹配的电力设备图像变化参数识别算法。先对样本资料图像和监测图像进行SIFT特征匹配,与OTSU相结合消除干扰匹配特征点,再通过RANSAC随机抽样一致性算法消除错误匹配特征点,根据匹配结果识别电力设备图像变化角度和缩放比例这2个重要参数。仿真实验表明,此算法简单易行,精度高,可用于电力铁塔倾斜角度和指针式仪表指针旋转角度的识别,也可用于视频巡检中缩放系数的识别。     

基于空间变换的指针式仪表读数识别算法研究

针对目前指针式仪表图像自动读数识别普遍存在受光照变化影响大,表盘内部阻尼液干扰引起识别精度低的问题,本研究提出了一种基于空间变换的指针式仪表读数识别算法。首先选取指针所在区域的圆心和半径,获得边缘提取的仪表内圈圆弧轮廓,以此确定图像空间变换需要的参数从而将圆弧形的表盘转换成矩形;其次通过图像拼接处理构建无指针图像,在此基础上对刻度线进行校正处理得到刻度线坐标;最后通过减影法提取指针区域中心直线坐标,判断指针与刻度线的相对位置来获取指针读数。光照实验表明,本算法对指针和刻度线识别受光照影响小,经校表实验表明,本研究提出的算法识别速度快、精度高。     

电力变压器温度表指针位置识别研究

电力变压器温度表是监测变压器运行状态的关键设备，利用图像识别技术是准确获取温度表读数的有效途径之一。阐述了对变压器温度指针位置进行数字图像处理和图像识别的实现过程，设计识别流程，分析比较了不同类型的表盘指针位置识别过程中的图像处理算法。针对在光照条件较好的情况下分割指针图像所用的直接色调匹配法存在的缺陷，以及变压器温度表具有红色和黑色表针的图像特点，提出一种新的适合较差光照条件的指针区域判定法--主色提取法。实验证明，该算法计算简单、适应性强、处理效果好，为准确判定指针位置和计算指针读数奠定了基础。     

基于深度学习的指针式仪表识别算法研究

目前指针式仪表数据仍然基于模板匹配等传统算法,在信噪比低的情况下识别精度低,因此采用深度学习进行指针的分级定位与识别。一级识别采用SSD算法进行仪表区域定位,计算仪表倾斜角度并修正。二级指针定位使用多方位SSD算法识别指针转动角度并转换量程。使用自建的仪表数据集进行网络训练,指针式仪表检测精度达到87%;作为拓展方向,数字式仪表检测精度达88%。实验结果表明,该算法稳定性及准确度均高于传统的指针式仪表识别算法。     

基于彩色区域识别快速报警指针识别算法

针对电力监测系统中使用的彩色仪表,提出了一种基于彩色区域识别的快速报警指针识别算法。传统直线检测采用Hough变换,具有存储空间大,计算时间长等缺点。创新性地将图像彩色信息和Hough变换相结合,通过识别指针所在的区域颜色,判断是否需要报警输出,并为下一步精确识别指针示数确定Hough变换的搜索范围,通过减小搜索范围来减少Hough算法需要的内存空间和计算时间。实验结果表明,改进算法比传统算法具有明显更高的效率。     

基于扩展扫描区域的现场表计指针识别方法

为了满足变电站巡检机器人对现场表计指针的智能识读要求,文中提出一种基于扩展扫描区域的现场表计指针识别方法。通过改进的SIFT算法进行图像匹配并求出单应矩阵,利用单应矩阵将在模板图像上标定的刻度弧线映射到待测图像上,通过扩展扫描区域,依据检测曲线路径上像素点的灰度值和确定指针位置并计算读数。文中对变电站现场的五种仪表,共计500张图片进行了测试。实验结果表明,文中所提算法简单实用、稳定且识别精度高,可以对多种不同的仪表进行识别,适用性强,在变电站多类指针表计识别中具有较好的应用前景。     

智能变电站中指针式仪表图像自动识别方法

针对智能变电站中的指针式仪表的自动识别,本文提出了一种新的基于传统角度法和距离法的更精确的识别方法,既保证了距离法的精度,又将距离法中的参数换成了角度,提高了自动读数的精度。本文首先对图像进行预处理,包括利用中值滤波的方法对图像进行去噪声,滤波;然后利用投影法对图像进行倾斜检测和校正;符合要求的图像进一步利用差影法提取出指针信息,利用表盘指针的角度关系得到指针读数,并对结果进行了误差分析。实验结果表明:该方法对指针式仪表读数的识别十分有效,且具有较高的精度和实用性。     

基于Faster R-CNN和U-Net的变电站指针式仪表读数自动识别方法

随着人工智能和自动化水平的提高,机器人被越来越广泛地应用于变电站巡检,为图像采集带来了便利,但是指针式仪表图像的读数识别准确性问题尚未很好解决,成为了瓶颈。基于Faster R-CNN目标检测和U-Net图像分割技术,提出了指针式仪表读数自动识别方法。首先引入Faster R-CNN检测仪表图像中的表盘、指针所在区域,并对仪表进行分类;然后以图像分割技术取代图形检测算法,结合仪表图像特点,改进了U-Net网络,有效提取了区域中的刻度线和指针。针对分割类别不平衡问题,构造了U-Net的Dice损失函数;针对仪表旋转问题,提出了基于图像分割信息的透视变换方法对图像进行校准。最后通过算例对比了文中方法和传统机器学习算法、霍夫变换在指针式仪表图像读数识别上的效果。结果表明,文中方法在检测识别复杂图像中小目标的准确性和实用性上提升明显。     

基于图像处理的断路器压力表计识别技术的研究

变电站中断路器大多采用指针式仪表监控其压力值,依靠人工巡视的方法记录压力值是日常变电站运行维护的重要内容,但其存在效率低、结果不准确等缺点,因此有必要展开基于图像处理的断路器压力表计自动识别算法的研究。本文采用预处理手段对采集到的图像进行处理,获得容易提取图像特征的图像,提出一种改进的Hough变换方法和指针式仪表示值的判读方法,最后建立Matlab仿真对所提出改进方法进行验证。结果表明:本文提出的改进的Hough变换方法可避免检测到的直线与实际指针中心线存在一定的偏差或者检测到非指针,快速确定指针位置,算法识别的仪表读数与实际示数较接近,本文提出的断路器压力表识别算法是有效的。     

基于注意力机制的卷积神经网络指针式仪表图像读数识别方法

目前关于指针式仪表图像读数识别的研究大多建立在指针线段检测的基础上,然而该方法流程较多、读数识别效率低.并且仪表图像校准、指针线段拟合等中间过程积累的误差容易使指针倾角偏离真实值.因此从另一角度对基于图像特征映射仪表读数的方法进行了研究,该方法的优势是流程短、效率高.首先构建了融合卷积注意力模块的双路异构卷积神经网络,...     

基于嵌入式视频监控系统的指针位置识别

论述了指针位置的数字图像处理、图像识别技术的实现过程。给出了嵌入式视频监控系统及指针识别模型 ,分析并研究了可用于指针图像处理的图像增强、图像分割及图像的形态运算方法 ,提出了一种新的告警区域指针查找识别方法 ,并用VC 编程实现     

基于深度学习的无人机巡检图像质量问题识别与实践

无人机在巡检时受到电噪声和振动噪声干扰,产生图像非线性畸变和振动偏移,造成巡检过程中电力仪表指针数值识别失败。为了解决上述问题,研究基于深度学习的无人机巡检图像质量问题识别与实践。引入深度学习训练提取噪声畸变点信息,利用最小二乘法计算噪声畸变点检测数据,分析检测距离,根据无人机自动读数机制的角度数据计算圆弧数值,解析仪表读数,完成深入分析。根据三维直方图像内部的灰度信息得到维轴距概率,按照深度学习模式提取相应的噪点影响参数,通过计算权值参数求得非局部均值。实践结果表明,所提方法能有效提高电力仪表指针图像识别的清晰度,有效滤除噪声,加强图像识别效果。     

基于深度学习的模糊指针式仪表矫正读数方法

变电站户外巡检任务中,由于大风,大雾,路面不平等复杂环境影响,巡检机器人容易出现抖动和视角偏差,导致所获取的仪表图片出现模糊,倾斜等问题,难以保证指针式仪表识别读数的准确性。为解决此问题,结合YOLOX目标检测,DeblurGAN-v2图像增强,DeepLabV3+语义分割神经网络算法,研究了模糊指针式仪表矫正读数识别方法。首先改进YOLOX网络实现仪表表盘、指针区域和仪表文字信息提取,并获取仪表参数,其次增强DeblurGAN-v2网络的特征提取能力,去除图像模糊影响,然后使用DeepLabV3+网络分割表盘和指针。仪表图像矫正过程采用透视变换和文本矩形轮廓矫正实现仪表高精度矫正。实验证明,该方法在检测任务中更能适应复杂环境影响,检测准确率高达97.55%,满足工业上自动化检测要求。     

基于改进Canny边缘检测的指针式仪表自动读数算法研究

指针式仪表自动读数是工业巡检机器人系统的核心技术之一,以机器视觉为基础,提出了一种新的指针式仪表的自动读数算法研究,研究分为3个模块。首先采用基于深度学习的目标检测SSD算法,对指针式仪表位置进行准确定位,该算法可以准确的从复杂背景中检测出指针式仪表的位置,并将其提取出来;接着采用多尺度Retinex对HSL色彩空间中的图像进行图像增强,采用最大类间方差进行二值化操作,采用改进的Canny边缘检测进行指针边缘的提取;最后采用改进的霍夫变换法——概率霍夫变换对指针所在的直线进行检测,计算出指针的倾斜角度从而利用角度法得出指针的准确示数。实验结果表明该研究可以较为准确的自动读出指针仪表的示数,误差较小,稳定性高。     

仪表动态参数的自动获取及其优化算法

计算机视觉识别是一种获取仪表动态参数的通用新方法,可以显著提高工业生产的自动化程度。系统地介绍了指针式仪表识别中的优化方法,提取图像粒子目标的长度比、紧密性和简单度三个特征不变量作为分类表盘的基本元素;基于差分图像确定投影原点的点弧线投影极值新算法,可快速获取仪表指针和分度线参数,且能区分分度线长短。与传统的Hough变换检测仪表示数的方法相比,提出的算法大大优化了仪表的计算机自动判读过程。     

远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用

在电力系统中应用远程数字视频监控与图像识别技术有利于及时进行设备维护和故障排除.文章介绍了远程数字视频监控与图像识别技术及其应用现状,说明了一般的图像识别过程.采用图像识别技术可对设备信号灯、7段式数字、指针位置、开关位置和变压器油液面位置进行识别,文章介绍了具体识别过程.指出远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中具有广阔的应用前景.