一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法，其方法步骤如下：表计定位建模；表计读数识别建模：先设置油位区域，用矩形框框出油位区域，再设置上、下限值；初始化参数，导入建模时保存的最小、最大对比度值，旋转角度、尺度值等各项参数；根据导入的初始化参数，将模板和待定位图像分别执行图像匹配算法；计算模板梯度特征，匹配模板，得到匹配结果，最后得到表计的位置。本发明可以使智能相机在红外补光灯的配合下，在夜间完成对电力设备的巡检工作中获取高质量的图像，从而大幅提升电力设备表计的夜间识别率，代替人工作业，减少人力成本。
【专利说明】
一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力工具领域，具体是一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法。
【背景技术】
[0002] 目前采用摄像机等设备对电力设备巡检都是基于白天光照较为良好环境下进行 的，而夜间受环境光线不足、设备镜面反光等夜间特殊环境下设备表计识别率低。因此夜间 巡检执行定时巡检、定点巡检、指定任务临时巡检、遥控巡检多种巡检任务时，难度很大。为 了减轻运维人员夜间巡视工作量，同时也为电力安全生产、事故响应提供了坚实的保证，设 备表计夜间识别率低的问题需要解决。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述问题，提供一种智能相机夜间识别电力设备表计的方 法，利用建模和对比设别的方法使摄像机获得清晰度高的照片从而识别设备表计。
[0004] 本发明是这样来实现的，一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法，其特征在 于其方法步骤如下：
[0005] 步骤1、表计定位建模:通过人工判断表计范围，抠取整个表计;设置最小对比度、 最大对比度，旋转角度和尺度值四个参数;设置好后进行测试，根据测试结果调整参数，使 得其适应各种光线条件;再保存测试得出的参数值；
[0006] 步骤2、表计读数识别建模:先设置油位区域，用矩形框框出油位区域，记录矩形框 左上角位置(xit，yit)和右下角位置( Xrd，yrd);再设置上、下限值，从下往上拉一条直线，直线 下端为油位计下限端，直线上端为油位计上限端;添加卡尺，卡尺由多个平行四边形组成， 在一条直线上排列，可以改变长宽、设置卡尺个数;指针边缘模式设置、宽度。根据实际情况 设置背景到指针、指针到背景处边缘的变化情况，如从明到暗、从暗到明。并通卡尺测量边 缘对宽度;设置对比度阈值、滤波参数。
[0007] 步骤3、初始化参数，导入建模时保存的最小、最大对比度值，旋转角度、尺度值等 各项参数;根据导入的初始化参数，将模板和待定位图像分别执行图像匹配算法，分别得到 分辨率连续减半的图像序列，并且在高分辨率图像中2*2的区域中的像素结合为下一层低 分辨率图像中的一个像素，模板的图像金字塔从上到下依次为定位图 像的图像金字塔从上到下依次为:Ii\. . . IS、1/ ;
[0008] 步骤4、计算模板梯度特征，采用边缘检测算法获取模板h的边缘特征，包含每个 离散点梯度、幅值信息；
[0009] 步骤5、模板匹配，将步骤4中计算出的模板梯度特征在待识别图像1^中从左到 右，从上到下遍历进行特征相似度计算，将方向向量进行归一化，相似度可以不受任意光 照、遮挡和混乱的影响；
[0010] 步骤6、由步骤5得到模板在遍历时在待定位图上每个位置的相似度得分，将得分 最高位置记为目标位置(x，y)，最后得到匹配结果；
[0011] 步骤7、将该位置映射至h'i，再用模板Ih在(x，y)附近区域内依次执行步骤4、步 骤5和步骤6,直到执行到图像的最底层，即I/。〗/和待定位图像一致，因此可得到表计的位 置。
[0012] 本发明的有益效果在于:采用以上方法，可以使智能相机在红外补光灯的配合下， 在夜间完成对电力设备的巡检工作中获取尚质量的图像，从而大幅提升电力设备表计的夜 间识别率，代替人工作业，减少人力成本。
【具体实施方式】
[0013] -种智能相机夜间识别电力设备表计的方法，其特征在于其方法步骤如下：
[0014] 步骤1、表计定位建模:通过人工判断表计范围，抠取整个表计;设置最小对比度、 最大对比度，旋转角度和尺度值四个参数;设置好后进行测试，根据测试结果调整参数，使 得其适应各种光线条件;再保存测试得出的参数值；
[0015] 步骤2、表计读数识别建模:先设置油位区域，用矩形框框出油位区域，记录矩形框 左上角位置(xit，yit)和右下角位置(x rd，yrd);再设置上、下限值，从下往上拉一条直线，直线 下端为油位计下限端，直线上端为油位计上限端;添加卡尺，卡尺由多个平行四边形组成， 在一条直线上排列，可以改变长宽、设置卡尺个数;指针边缘模式设置、宽度。根据实际情况 设置背景到指针、指针到背景处边缘的变化情况，如从明到暗、从暗到明。并通卡尺测量边 缘对宽度;设置对比度阈值、滤波参数。
[0016]步骤3、初始化参数，导入建模时保存的最小、最大对比度值，旋转角度、尺度值等 各项参数;根据导入的初始化参数，将模板和待定位图像分别执行图像匹配算法，分别得到 分辨率连续减半的图像序列，并且在高分辨率图像中2*2的区域中的像素结合为下一层低 分辨率图像中的一个像素，模板的图像金字塔从上到下依次为定位图 像的图像金字塔从上到下依次为:Ii\... IS、1/ ;
[0017] 步骤4、计算模板梯度特征，采用边缘检测算法获取模板h的边缘特征，包含每个 离散点梯度、幅值信息；
[0018] 步骤5、模板匹配，将步骤4中计算出的模板梯度特征在待识别图像1^中从左到 右，从上到下遍历进行特征相似度计算，将方向向量进行归一化，相似度可以不受任意光 照、遮挡和混乱的影响；
[0019] 步骤6、由步骤5得到模板在遍历时在待定位图上每个位置的相似度得分，将得分 最高位置记为目标位置(x，y)，最后得到匹配结果；
[0020] 步骤7、将该位置映射至，再用模板Ih在(x，y)附近区域内依次执行步骤4、步 骤5和步骤6,直到执行到图像的最底层，即I/。〗/和待定位图像一致，因此可得到表计的位 置。
[0021] 本发明不限于以上实施例，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构 思和原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范 围。
【主权项】
1. 一种智能相机夜间识别电力设备表计的方法，其特征在于其方法步骤如下： 步骤1、表计定位建模:通过人工判断表计范围，抠取整个表计；设置最小对比度、最大 对比度，旋转角度和尺度值四个参数;设置好后进行测试，根据测试结果调整参数，使得其 适应各种光线条件;再保存测试得出的参数值； 步骤2、表计读数识别建模:先设置油位区域，用矩形框框出油位区域，记录矩形框左上 角位置和右下角位置再设置上、下限值，从下往上拉一条直线，直线下 端为油位计下限端，直线上端为油位计上限端;添加卡尺，卡尺由多个平行四边形组成，在 一条直线上排列，可以改变长宽、设置卡尺个数;指针边缘模式设置、宽度;根据实际情况设 置背景到指针、指针到背景处边缘的变化情况，如从明到暗、从暗到明；并通卡尺测量边缘 对宽度;设置对比度阈值、滤波参数； 步骤3、初始化参数，导入建模时保存的最小、最大对比度值，旋转角度、尺度值等各项 参数;根据导入的初始化参数，将模板和待定位图像分别执行图像匹配算法，分别得到分辨 率连续减半的图像序列，并且在高分辨率图像中2*2的区域中的像素结合为下一层低分辨 率图像中的一个像素，模板的图像金字塔从上到下依次为:?、名4...待定位图像的 图像金字塔从上到下依次为：LC、/;; 步骤4、计算模板梯度特征，采用边缘检测算法获取模板的边缘特征，包含每个离散点 梯度、幅值信息； 步骤5、模板匹配，将步骤4中计算出的模板梯度特征在待识别图像4中从左到右，从上 到下遍历进行特征相似度计算，将方向向量进行归一化，相似度可以不受任意光照、遮挡和 混乱的影响； 步骤6、由步骤5得到模板在遍历时在待定位图上每个位置的相似度得分，将得分最高 位置记为目标位置(X，y)，最后得到匹配结果； 步骤7、将该位置映射至霉4，再用模板在(x，y)附近区域内依次执行步骤4、步骤5和 步骤6,直到执行到图像的最底层，即和待定位图像一致，因此可得到表计的位置。
【文档编号】G06K9/00GK105825204SQ201610216803
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】徐波, 孙其寿, 李福德, 刘小波, 沈人杰
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力公司检修分公司, 浙江国自机器人技术有限公司