一种基于CAD图像识别生成接线图的方法及装置与流程

本发明为电力调度自动化，具体涉及一种基于cad图像识别生成接线图的方法及装置。

背景技术：

1、随着电网结构的变化，厂站和线路的新建与改造也变得愈加频繁，存在大量复杂的设计图纸经扫描或拍照遗留下来，亟待工作人员进行矢量化。

2、但目前依赖人工进行矢量化的方案费时费力，因此需要研究电气接线图纸的自动识别方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于cad图像识别生成接线图的方法及装置，提升了图矢量化的工作效率，实现图模绘制自动化。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种基于cad图像识别生成接线图的方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，获取待识别的cad图像。

5、步骤s2，对所述待识别的cad图像进行图像预处理，得到预处理后的图像；

6、步骤s3，将所述预处理后的图像输入电气图元识别模型中，得到标注出识别图元标注框的cad图像和电气图元识别文件，电气识别文件内容包括识别出的图元标注框左上角和右下角坐标以及图元类型；

7、步骤s4, 根据步骤s3得到的图元标注框，在步骤s2得到的cad图像上使用白色像素值填充标注框区域，得到遮盖掉图元的cad图像；

8、步骤s5，使用文本识别模型对步骤s4得到的cad图像进行文本标注识别，标注出识别文本标注框的cad图像和文本识别文件，文本识别文件内容包括识别出的文本标注框左上角和右下角坐标以及文本内容；

9、步骤s6, 根据步骤s5得到的文本标注框，在步骤s4得到的cad图像上使用白色像素值填充标注框区域，得到遮盖掉图元和文本的cad图像；

10、步骤s7，对步骤s6得到的cad图像进行线段识别，得到线段识别文件，线段识别文件内容包括线段的起始端点和末端点的坐标；

11、步骤s8，将得到的电气图元标注框、文本标注框及线段进行局部区域聚类组合，并对组合图像进行对齐和拼接，使用间隔识别将图元之间使用连接线段连接，得到间隔识别结果，根据间隔识别结果调整间隔模板中的坐标并写入间隔识别文件，同时修改电气图元识别文件中图元坐标、线段识别文件中线段坐标；

12、步骤s9，根据间隔识别文件、电气图元识别文件、文本识别文件、线段识别文件中的内容按照电力系统图形描述规范将图元、文本和线段写入g文件以生成接线图。

13、进一步的，步骤s1中，获取待识别的cad图像，包括：将格式为pdf的cad文件转换得到格式为png或者jpg的cad图像。

14、进一步的，步骤s2中，对所述待识别的cad图像进行图像预处理，包括：

15、对待识别的cad图像进行图像膨胀、腐蚀、重新着色以及高斯模糊、锐化。

16、进一步的，步骤s3中，所述电气图元识别模型通过使用电网专有的电气图元训练图像数据集，基于yolov3算法进行训练调试得到；

17、所述电气图元识别模型的输入是预处理后的图像，输出是标注出识别图元标注框的cad图像和电气图元识别结果文件，识别文件内容包括识别出的图元标注框左上角和右下角坐标以及图元类型。

18、进一步的，步骤s5中，使用文本识别模型对步骤s4处理得到的图像进行文本标注识别，包括：

19、所述文本识别模型通过使用文字训练数据集，基于paddleocr算法进行训练调试得到；

20、所述文本识别模型的输入是遮盖掉图元的cad图像，输出是标注出识别文本标注框的cad图像和文本识别结果文件，识别文件内容包括识别出的文本标注框左上角和右下角坐标以及文本内容。

21、进一步的，步骤s7中，线段识别的方法包括：

22、通过不断遍历水平像素检测水平线段，同时对水平线段进行拼接和长度阈值筛选，识别图像中的母线；

23、通过提取图像中横纵线段的骨架，根据骨架信息识别整合连接线段。

24、进一步的，步骤s8中，使用间隔识别构建关联关系，包括：

25、间隔划分：通过前期母线的判定，结合电气图元的识别结果，对原始图像中的图元汇聚区域进行简单划分，初步判定一些可能是间隔的区域，将这个判定结果归入下一步进行间隔判定。

26、间隔判定：对上一步划分的区域进行判定，使用间隔序列化方法即对间隔中图元的类型、分布进行建模，通过模型来匹配间隔区域和预置的间隔类型，从而对图元间的关联关系进行构建。

27、进一步的，所述间隔模板是电网接线图中经常出现的区域性图元集合，包括2/3间隔、母联间隔，所述间隔模板均制作成g文件的形式。

28、进一步的，步骤s9中，使用识别结果生成g文件，包括：

29、分为间隔输出和图元输出两部分；间隔输出即对已判定的间隔进行区域化输出，通过读取间隔模板中的图元、文字、连接关系进行g文件的制作；图元输出即对未成功判定的间隔以外的其他区域格式化输出到g文件中。

30、第二方面，本发明提供一种基于cad图像识别生成接线图的装置，包括处理器及存储介质；

31、所述存储介质用于存储指令；

32、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。

33、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

34、1、本发明采用基于cad图像识别生成接线图的方法，实现了图模绘制自动化，改进了电力调控系统中人工矢量化厂站图方法，有效提高工作效率，图元、文字、连接信息依次识别，并且图元、文字在识别后会进行遮挡，减少对之后识别的干扰，提高识别准确率。

35、2、本发明构建了电网电气图元专有识别模型，结合yolov3算法充分使用专有电气图元模型，提高了厂站图电气图元识别率。

36、3、本发明构建了间隔识别专有关系模型，将图纸中元素与元素之间复杂的关联关系问题转化成图纸间隔区域的模块识别问题，实现了对电网调控图形组合的精确识别。

37、4、本发明在传统电网图模生成场景中开展图像识别技术的研究与应用，通过神经网络模型识别厂站cad设计图中的图元类型、图元位置、文字标记和图元连接等信息，结合电网的经验规律对图元进行重组生成，实现图模绘制自动化，有效提高工作效率。

技术特征：

1.一种基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s1中，获取待识别的cad图像，包括：将格式为pdf的cad文件转换得到格式为png或者jpg的cad图像。

3.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s2中，对所述待识别的cad图像进行图像预处理，包括：

4.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s3中，所述电气图元识别模型通过使用电网专有的电气图元训练图像数据集，基于yolov3算法进行训练调试得到；

5.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s5中，使用文本识别模型对步骤s4处理得到的图像进行文本标注识别，包括：

6.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s7中，线段识别的方法包括：

7.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s8中，使用间隔识别将图元之间使用连接线段连接，包括：

8.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，所述间隔模板为电网接线图中经常出现的区域性图元集合，包括2/3间隔、母联间隔，所述间隔模板均制作成g文件的形式。

9.根据权利要求1所述的基于cad图像识别生成接线图的方法，其特征在于，步骤s9中，使用识别结果生成g文件，包括：

10.一种基于cad图像识别生成接线图的装置，包括处理器及存储介质；

技术总结
本发明提供一种基于CAD图像识别生成接线图的方法及装置，包括以下几个步骤：图像预处理；图像中的电气图元识别；图像中的文本标注识别；图像中的线段识别；根据电网调控图像的分块特征，将得到的图元、文本及连接线进行局部区域聚类组合，并对组合图像进行对齐和拼接，构建关联关系；将识别的电气图元、文本、关联关系写入G文件以生成接线图。用户利用本方法可便捷高效地实现电网调控图模绘制自动化，有效提高工作效率，符合传统电网调度业务向自动化、智能化、效率化升级转型的总体目标。

技术研发人员：毛梦歌,赵昆,王信,彭晖,黄昆,沈超,戴进霞,岳伟瑞,边雁,刘乐,王淼
受保护的技术使用者：国电南瑞科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14