一种指针式表计识别方法及装置与流程

本发明涉及表计识别，尤其涉及一种指针式表计识别方法及装置。

背景技术：

1、目前，电力、新能源行业通过模拟表计监测设备运行数据。在过去，通过人工读取模拟表计读数，但人工读表耗时耗力，容易导致效率低下和数据不准确。因此，自动化表计识别技术应运而生，以使计算机能够更准确地分析和识别模拟表盘的数据，实现自动化读表。

2、现有的自动化表计识别方法，大多依赖目标检测和模板匹配技术，先通过目标检测识别到目标表计，再通过模板匹配，将目标表计与预标注的模板表计匹配，获取目标表计位置；再根据关键点检测，检测目标标记指针的位置；已识别表计指针的位置以及该类型表计的量程，获得目标表计的读数。但该方法要求对每个位置的表计都需要预设台账信息，记录表计与标注信息，工作量大；无法自动识别表计类型，需要依赖台账信息才能选择表计量程。

技术实现思路

1、本发明提供了一种指针式表计识别方法及装置，以解决现有的自动化表计识别方法需要预设台账信息，无法自动识别表计类型的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种指针式表计识别方法，包括：

3、构建表计检测模型，根据所述表计检测模型识别巡检图像中目标表计的位置信息，并根据所述位置信息获取目标表计图像；

4、构建表计分类模型，根据所述表计分类模型识别所述目标表计图像中的表计类型，并根据所述表计类型获取对应的表计量程；

5、构建关键点检测模型，根据所述关键点检测模型识别表盘刻度关键点，并根据所述表盘刻度关键点识别目标表盘刻度，并根据所述目标表盘刻度拟合表盘结构；

6、构建表计指针语义分割模型，根据所述指针语义分割模型识别目标表计图像中表计的指针位置信息，并根据所述指针位置信息和所述表盘结构获取模拟表盘；

7、根据所述模拟表盘、指针位置信息和所述表计量程确定巡检图像中目标表计的读数。

8、本发明通过构建若干个不同的模型对巡检图像进行表盘检测、表盘类型分类、表盘刻度关键点检测以及表计指针语义分割，从而根据检测所得的表盘刻度关键点和表计指针进行拟合得到模拟表盘，以根据模拟表盘识别巡检图像中的目标表计的读数。无需设置模板，通过自动识别表计类型和自动选择表计量程，提高识别效率高；且通过表盘刻度关键点识别，能更准确地识别出表盘刻度，模拟出表盘结构，提高表盘读数准确性。

9、进一步的，所述构建表计检测模型，具体为：

10、根据无人机活机器人巡检采集表计图像集，所述表计图像集中包括所有待识别表计的表计图像；

11、根据矩形框对所述表计图像集中所有表计图像进行标注，生成第一数据集；

12、根据目标检测算法构建表计检测模型，并根据所述第一数据集和第一损失函数训练所述表计检测模型，直至达到预设条件，输出训练好的表计检测模型；所述第一损失函数包括分类损失和目标框回归损失。

13、进一步的，所述构建表计分类模型，具体为：

14、获取表计图像集，所述表计图像集中包括所有待识别表计的表计图像；

15、根据表计类型对所述表计图像中进行标注，生成第二数据集；

16、根据分类算法构建表计分类模型，根据所述第二数据集和交叉熵损失函数训练所述表计分类模型，直至达到预设条件，输出训练好的表计分类模型。

17、进一步的，在所述根据所述表计类型获取对应的表计量程之前，还包括：

18、获取所有表计图像的表计类型，并根据表计图像确定表计对应的表计量程；

19、根据所述表计类型和对应的表计量程生成量程表。

20、进一步的，所述构建关键点检测模型，具体为：

21、获取表计图像集，所述表计图像集中包括所有待识别表计的表计图像；

22、根据表盘刻度线对所述表计图像进行标注，生成第三数据集；

23、根据关键点检测算法构建关键点检测模型，并根据所述第三数据集和第二损失函数训练所述关键点检测模型，直至达到预设条件，输出训练好的关键点检测模型；所述第二损失函数包括分类损失、目标框回归损失、关键点分类损失和关键点置信度损失。

24、进一步的，所述构建表计指针语义分割模型，具体为：

25、获取表计图像集，所述表计图像集中包括所有待识别表计的表计图像；

26、根据多边形框对所述表计图像中的指针位置信息进行标注，生成第四数据集；

27、根据空洞卷积和金字塔池化构建表计指针语义分割模型，并根据所述第四数据集和第三损失函数训练所述表计指针语义分割模型，直至达到预设条件，输出训练好的表计指针语义分割模型；所述第三损失函数包括交叉熵损失函数。

28、进一步的，所述根据所述模拟表盘、指针位置信息和所述表计量程确定巡检图像中目标表计的读数，具体为：

29、对所述模拟表盘中的表盘刻度进行均匀化校正处理；并对所述模拟表盘中的指针区域进行图像腐蚀处理；

30、确定所述模拟表盘中指针相对于表盘刻度的位置信息，并根据所述位置信息计算指针位置比例；

31、根据所述指针位置比例和所述表计量程确定巡检图像中目标表计的读数。

32、第二方面，本发明提供了一种指针式表计识别装置，包括：表计检测模块、表计分类模块、关键点识别模块、指针识别模块和读数模块；

33、所述表计检测模块，用于构建表计检测模型，根据所述表计检测模型识别巡检图像中目标表计的位置信息，并根据所述位置信息获取目标表计图像；

34、所述表计分类模块，用于构建表计分类模型，根据所述表计分类模型识别所述目标表计图像中的表计类型，并根据所述表计类型获取对应的表计量程；

35、所述关键点识别模块，用于构建关键点检测模型，根据所述关键点检测模型识别表盘刻度关键点，并根据所述表盘刻度关键点识别目标表盘刻度，并根据所述目标表盘刻度拟合表盘结构；

36、所述指针识别模块，用于构建表计指针语义分割模型，根据所述指针语义分割模型识别目标表计图像中表计的指针位置信息，并根据所述指针位置信息和所述表盘结构获取模拟表盘；

37、所述读数模块，用于根据所述模拟表盘、指针位置信息和所述表计量程确定巡检图像中目标表计的读数。

38、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：处理器、通信接口和存储器，所述处理器、所述通信接口和所述存储器相互连接，其中，所述存储器存储有可执行程序代码，所述处理器用于调用所述可执行程序代码，执行所述的指针式表计识别方法。

39、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现所述的指针式表计识别方法。

技术特征：

1.一种指针式表计识别方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的指针式表计识别方法，其特征在于，所述构建表计检测模型，具体为：

3.如权利要求1所述的指针式表计识别方法，其特征在于，所述构建表计分类模型，具体为：

4.如权利要求1所述的指针式表计识别方法，其特征在于，在所述根据所述表计类型获取对应的表计量程之前，还包括：

5.如权利要求1至4任一项所述的指针式表计识别方法，其特征在于，所述构建关键点检测模型，具体为：

6.如权利要求1所述的指针式表计识别方法，其特征在于，所述构建表计指针语义分割模型，具体为：

7.如权利要求1所述的指针式表计识别方法，其特征在于，所述根据所述模拟表盘、指针位置信息和所述表计量程确定巡检图像中目标表计的读数，具体为：

8.一种指针式表计识别装置，其特征在于，包括：表计检测模块、表计分类模块、关键点识别模块、指针识别模块和读数模块；

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口和存储器，所述处理器、所述通信接口和所述存储器相互连接，其中，所述存储器存储有可执行程序代码，所述处理器用于调用所述可执行程序代码，执行如权利要求1至7中任一项所述的指针式表计识别方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的指针式表计识别方法。

技术总结
本发明公开了一种指针式表计识别方法及装置，包括：构建表计检测模型，根据表计检测模型识别巡检图像中目标表计的位置信息，并根据位置信息获取目标表计图像；构建表计分类模型，根据表计分类模型识别目标表计图像中的表计类型，并根据表计类型获取对应的表计量程；构建关键点检测模型，根据关键点检测模型识别表盘刻度关键点，并根据表盘刻度关键点识别目标表盘刻度，并根据目标表盘刻度拟合表盘结构；构建表计指针语义分割模型，根据指针语义分割模型识别目标表计图像中表计的指针位置信息，并根据指针位置信息和表盘结构获取模拟表盘；根据模拟表盘、指针位置信息和表计量程确定巡检图像中目标表计的读数。

技术研发人员：陈禹明,张晓晔,郑培文,黎佩馨,陈皓,宋景慧,徐琪,吴建锋
受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21