一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法，其方法步驟如下：表計定位建模；表計讀數識別建模：先設置油位區域，用矩形框框出油位區域，再設置上、下限值；初始化參數，導入建模時保存的最小、最大對比度值，旋轉角度、尺度值等各項參數；根據導入的初始化參數，將模板和待定位圖像分別執行圖像匹配算法；計算模板梯度特征，匹配模板，得到匹配結果，最后得到表計的位置。本發明可以使智能相機在紅外補光燈的配合下，在夜間完成對電力設備的巡檢工作中獲取高質量的圖像，從而大幅提升電力設備表計的夜間識別率，代替人工作業，減少人力成本。
【專利說明】
一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法
技術領域
[0001]本發明涉及電力工具領域，具體是一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法。
【背景技術】
[0002] 目前采用攝像機等設備對電力設備巡檢都是基于白天光照較為良好環境下進行 的，而夜間受環境光線不足、設備鏡面反光等夜間特殊環境下設備表計識別率低。因此夜間 巡檢執行定時巡檢、定點巡檢、指定任務臨時巡檢、遙控巡檢多種巡檢任務時，難度很大。為 了減輕運維人員夜間巡視工作量，同時也為電力安全生產、事故響應提供了堅實的保證，設 備表計夜間識別率低的問題需要解決。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是針對上述問題，提供一種智能相機夜間識別電力設備表計的方 法，利用建模和對比設別的方法使攝像機獲得清晰度高的照片從而識別設備表計。
[0004] 本發明是這樣來實現的，一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法，其特征在 于其方法步驟如下：
[0005] 步驟1、表計定位建模:通過人工判斷表計范圍，摳取整個表計;設置最小對比度、 最大對比度，旋轉角度和尺度值四個參數;設置好后進行測試，根據測試結果調整參數，使 得其適應各種光線條件;再保存測試得出的參數值；
[0006] 步驟2、表計讀數識別建模:先設置油位區域，用矩形框框出油位區域，記錄矩形框 左上角位置(xit，yit)和右下角位置( Xrd，yrd);再設置上、下限值，從下往上拉一條直線，直線 下端為油位計下限端，直線上端為油位計上限端;添加卡尺，卡尺由多個平行四邊形組成， 在一條直線上排列，可以改變長寬、設置卡尺個數;指針邊緣模式設置、寬度。根據實際情況 設置背景到指針、指針到背景處邊緣的變化情況，如從明到暗、從暗到明。并通卡尺測量邊 緣對寬度;設置對比度閾值、濾波參數。
[0007] 步驟3、初始化參數，導入建模時保存的最小、最大對比度值，旋轉角度、尺度值等 各項參數;根據導入的初始化參數，將模板和待定位圖像分別執行圖像匹配算法，分別得到 分辨率連續減半的圖像序列，并且在高分辨率圖像中2*2的區域中的像素結合為下一層低 分辨率圖像中的一個像素，模板的圖像金字塔從上到下依次為定位圖 像的圖像金字塔從上到下依次為:Ii\. . . IS、1/ ;
[0008] 步驟4、計算模板梯度特征，采用邊緣檢測算法獲取模板h的邊緣特征，包含每個 離散點梯度、幅值信息；
[0009] 步驟5、模板匹配，將步驟4中計算出的模板梯度特征在待識別圖像1^中從左到 右，從上到下遍歷進行特征相似度計算，將方向向量進行歸一化，相似度可以不受任意光 照、遮擋和混亂的影響；
[0010] 步驟6、由步驟5得到模板在遍歷時在待定位圖上每個位置的相似度得分，將得分 最高位置記為目標位置(x，y)，最后得到匹配結果；
[0011] 步驟7、將該位置映射至h'i，再用模板Ih在(x，y)附近區域內依次執行步驟4、步 驟5和步驟6,直到執行到圖像的最底層，即I/。〗/和待定位圖像一致，因此可得到表計的位 置。
[0012] 本發明的有益效果在于:采用以上方法，可以使智能相機在紅外補光燈的配合下， 在夜間完成對電力設備的巡檢工作中獲取尚質量的圖像，從而大幅提升電力設備表計的夜 間識別率，代替人工作業，減少人力成本。
【具體實施方式】
[0013] -種智能相機夜間識別電力設備表計的方法，其特征在于其方法步驟如下：
[0014] 步驟1、表計定位建模:通過人工判斷表計范圍，摳取整個表計;設置最小對比度、 最大對比度，旋轉角度和尺度值四個參數;設置好后進行測試，根據測試結果調整參數，使 得其適應各種光線條件;再保存測試得出的參數值；
[0015] 步驟2、表計讀數識別建模:先設置油位區域，用矩形框框出油位區域，記錄矩形框 左上角位置(xit，yit)和右下角位置(x rd，yrd);再設置上、下限值，從下往上拉一條直線，直線 下端為油位計下限端，直線上端為油位計上限端;添加卡尺，卡尺由多個平行四邊形組成， 在一條直線上排列，可以改變長寬、設置卡尺個數;指針邊緣模式設置、寬度。根據實際情況 設置背景到指針、指針到背景處邊緣的變化情況，如從明到暗、從暗到明。并通卡尺測量邊 緣對寬度;設置對比度閾值、濾波參數。
[0016]步驟3、初始化參數，導入建模時保存的最小、最大對比度值，旋轉角度、尺度值等 各項參數;根據導入的初始化參數，將模板和待定位圖像分別執行圖像匹配算法，分別得到 分辨率連續減半的圖像序列，并且在高分辨率圖像中2*2的區域中的像素結合為下一層低 分辨率圖像中的一個像素，模板的圖像金字塔從上到下依次為定位圖 像的圖像金字塔從上到下依次為:Ii\... IS、1/ ;
[0017] 步驟4、計算模板梯度特征，采用邊緣檢測算法獲取模板h的邊緣特征，包含每個 離散點梯度、幅值信息；
[0018] 步驟5、模板匹配，將步驟4中計算出的模板梯度特征在待識別圖像1^中從左到 右，從上到下遍歷進行特征相似度計算，將方向向量進行歸一化，相似度可以不受任意光 照、遮擋和混亂的影響；
[0019] 步驟6、由步驟5得到模板在遍歷時在待定位圖上每個位置的相似度得分，將得分 最高位置記為目標位置(x，y)，最后得到匹配結果；
[0020] 步驟7、將該位置映射至，再用模板Ih在(x，y)附近區域內依次執行步驟4、步 驟5和步驟6,直到執行到圖像的最底層，即I/。〗/和待定位圖像一致，因此可得到表計的位 置。
[0021] 本發明不限于以上實施例，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明構 思和原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范 圍。
【主權項】
1. 一種智能相機夜間識別電力設備表計的方法，其特征在于其方法步驟如下： 步驟1、表計定位建模:通過人工判斷表計范圍，摳取整個表計；設置最小對比度、最大 對比度，旋轉角度和尺度值四個參數;設置好后進行測試，根據測試結果調整參數，使得其 適應各種光線條件;再保存測試得出的參數值； 步驟2、表計讀數識別建模:先設置油位區域，用矩形框框出油位區域，記錄矩形框左上 角位置和右下角位置再設置上、下限值，從下往上拉一條直線，直線下 端為油位計下限端，直線上端為油位計上限端;添加卡尺，卡尺由多個平行四邊形組成，在 一條直線上排列，可以改變長寬、設置卡尺個數;指針邊緣模式設置、寬度;根據實際情況設 置背景到指針、指針到背景處邊緣的變化情況，如從明到暗、從暗到明；并通卡尺測量邊緣 對寬度;設置對比度閾值、濾波參數； 步驟3、初始化參數，導入建模時保存的最小、最大對比度值，旋轉角度、尺度值等各項 參數;根據導入的初始化參數，將模板和待定位圖像分別執行圖像匹配算法，分別得到分辨 率連續減半的圖像序列，并且在高分辨率圖像中2*2的區域中的像素結合為下一層低分辨 率圖像中的一個像素，模板的圖像金字塔從上到下依次為:?、名4...待定位圖像的 圖像金字塔從上到下依次為：LC、/;; 步驟4、計算模板梯度特征，采用邊緣檢測算法獲取模板的邊緣特征，包含每個離散點 梯度、幅值信息； 步驟5、模板匹配，將步驟4中計算出的模板梯度特征在待識別圖像4中從左到右，從上 到下遍歷進行特征相似度計算，將方向向量進行歸一化，相似度可以不受任意光照、遮擋和 混亂的影響； 步驟6、由步驟5得到模板在遍歷時在待定位圖上每個位置的相似度得分，將得分最高 位置記為目標位置(X，y)，最后得到匹配結果； 步驟7、將該位置映射至霉4，再用模板在(x，y)附近區域內依次執行步驟4、步驟5和 步驟6,直到執行到圖像的最底層，即和待定位圖像一致，因此可得到表計的位置。
【文檔編號】G06K9/00GK105825204SQ201610216803
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】徐波, 孫其壽, 李福德, 劉小波, 沈人杰
【申請人】國家電網公司, 國網江西省電力公司檢修分公司, 浙江國自機器人技術有限公司