CN114022670A - 一种液位型变压器油位计识别方法及*** - Google Patents

一种液位型变压器油位计识别方法及*** Download PDF

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翟登辉
张旭
张亚浩
李东宾
刘睿丹
赵梦洁
卢声
王行
李�瑞
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XJ Electric Co Ltd
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XJ Electric Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种液位型变压器油位计识别方法及***，其中方法包括如下步骤：获取液位型变压器油位计的油位图像；对油位计的油位图像进行表计定位，获取油位计的液位区域图像；对液位区域图像进行二值化处理，获取液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；依据油位计的油位图像的边界及指针位置，获取油位计的读数值。通过获取液位型变压器油位计的图像数据，对图像数据中的油位计进行表计定位并提取液位图像区域，进而进行二值化处理，得到油位计指针读数，具有读数获取准确，能够克服昼夜、光线及光照角度的影响,提高了数值获取的准确率，提升了变压器***运行的安全性。

Description

一种液位型变压器油位计识别方法及***
技术领域
本发明涉及电力设备检测技术领域，特别涉及一种液位型变压器油位计识别方法及***。
背景技术
变电站设备的运行维护是电力***正常运转的重要部分，也是电力企业保证正常供电的重要环节。大多数在运变电站优于历史和成本原因，导致变电站油位计等表计不具备远传功能。因而变电站巡检主要依靠人工巡检以确保电力设备安全稳定运行。近年来，随着机器人、摄像头在线巡视技术的快速发展，大大降低了人工巡检工作量，提高了巡检效率，而且结合图像处理技术还能解决人工巡检难以发现的缺陷问题，具有广泛的实用化前景。
变压器作为变电站中最重要的设备之一，其油位计等相关表计示数录入是变电站巡检的重要环节。然而，目前在检测和识别变压器油位计读数过程中存在较大难度。变压器油位计等表计多位于室外，采用传统图像处理方法对油位计进行检测识别易受环境光照影响，特别是轨道交通牵引变等场景，还涉及到白天与夜晚识别需求，在变电站多样化的复杂场景中，容易出现漏识别或误检情况。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种液位型变压器油位计识别方法及***，通过获取液位型变压器油位计的图像数据，对图像数据中的油位计进行表计定位并提取液位图像区域，进而进行二值化处理，得到油位计指针读数，具有读数获取准确，能够克服昼夜、光线及光照角度的影响,提高了数值获取的准确率，提升了变压器***运行的安全性。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种液位型变压器油位计识别方法，包括如下步骤：
获取液位型变压器油位计的油位图像；
对所述油位计的油位图像进行表计定位，获取所述油位计的液位区域图像；
对所述液位区域图像进行二值化处理，获取所述液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；
依据所述油位计的油位图像的边界及所述指针位置，获取所述油位计的读数值。
进一步地，所述获取液位型变压器油位计的油位图像数据，包括：
接收获取所述油位计读数值的控制指令；
依据所述控制指令，控制图像获取组件获取所述油位计的油位图像；
其中，所述图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
进一步地，所述对所述油位计的油位图像进行表计定位进而获取油位计液位区域图像，包括：
利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得所述油位计的目标候选区域；
通过仿射变换将所述目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取所述液位区域图像。
进一步地，所述对所述液位区域图像进行二值化处理之前，还包括：
对所述液位区域图像进行灰度化处理。
进一步地，所述油位计的读数值v的计算公式为：
Figure BDA0003338855790000021
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种液位型变压器油位计识别***，包括：
图像获取模块，其用于获取液位型变压器油位计的油位图像；
图像定位模块，对所述油位计的油位图像进行表计定位，获取所述油位计的液位区域图像；
图形处理模块，其用于对所述液位区域图像进行二值化处理，获取所述液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；
数据计算模块，其用于依据所述油位计的油位图像的边界及所述指针位置，获取所述油位计的读数值。
进一步地，所述图像获取模块包括：
指令接收单元，其用于接收获取所述油位计读数值的控制指令；
控制单元，其用于依据所述控制指令，控制图像获取组件获取所述油位计的油位图像；
其中，所述图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
进一步地，所述图像定位模块包括：
特征提取单元，其用于利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得所述油位计的目标候选区域；
图像定位单元，其用于通过仿射变换将所述目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取所述液位区域图像。
进一步地，所述图形处理模块包括：
灰度化处理单元，其用于对所述液位区域图像进行灰度化处理；
二值化处理单元，其用于对所述液位区域图像进行二值化处理。
进一步地，所述油位计的读数值v的计算公式为：
Figure BDA0003338855790000031
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过获取液位型变压器油位计的图像数据，对图像数据中的油位计进行表计定位并提取液位图像区域，进而进行二值化处理，得到油位计指针读数，具有读数获取准确，能够克服昼夜、光线及光照角度的影响,提高了数值获取的准确率，提升了变压器***运行的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别方法流程图；
图2是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别方法逻辑；
图3是本发明实施例提供的油位计模板图像示意图；
图4是本发明实施例提供的油位计定位结果示意图；
图5是本发明实施例提供的指针液位区域示意图；
图6是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别***框图；
图7是本发明实施例提供的图像获取模块框图；
图8是本发明实施例提供的图像定位模块框图；
图9是本发明实施例提供的图形处理模块框图。
附图标记：
1、图像获取模块，11、指令接收单元，12、控制单元，2、图像定位模块，21、特征提取单元，22、图像定位单元，3、图形处理模块，31、灰度化处理单元，32、二值化处理单元，4、数据计算模块，
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别方法流程图。
图2是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别方法逻辑。
请参照图1和图2，本发明实施例的第一方面提供了一种，包括如下步骤：
S100，获取液位型变压器油位计的油位图像。
S200，对油位计的油位图像进行表计定位，获取油位计的液位区域图像。
S300，对液位区域图像进行二值化处理，获取液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置。
S400，依据油位计的油位图像的边界及指针位置，获取油位计的读数值。
上述液位型变压器油位计识别方法通过获取液位型变压器油位计的图像数据，对图像数据中的油位计进行表计定位并提取液位图像区域，进而进行二值化处理，得到油位计指针读数，具有读数获取准确，能够克服昼夜、光线及光照角度的影响,提高了数值获取的准确率，提升了变压器***运行的安全性。
具体的，步骤S100中，获取液位型变压器油位计的油位图像数据，包括：
S110，接收获取油位计读数值的控制指令。
S120，依据控制指令，控制图像获取组件获取油位计的油位图像。
其中，图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
图3是本发明实施例提供的油位计模板图像示意图。
图4是本发明实施例提供的油位计定位结果示意图。
图5是本发明实施例提供的指针液位区域示意图。
具体的，请参照图3、图4和图5，步骤S200中，对油位计的油位图像进行表计定位进而获取油位计液位区域图像，包括：
S210，利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得油位计的目标候选区域。
S220，通过仿射变换将目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取液位区域图像。
具体的，步骤S300中，对液位区域图像进行二值化处理之前，还包括：
S301，对液位区域图像进行灰度化处理。
具体的，步骤S400中，油位计的读数值v的计算公式为：
Figure BDA0003338855790000061
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
图6是本发明实施例提供的液位型变压器油位计识别***框图。
相应地，请参照图6，本发明实施例的第二方面提供了一种液位型变压器油位计识别***，包括：
图像获取模块1，其用于获取液位型变压器油位计的油位图像；
图像定位模块2，对油位计的油位图像进行表计定位，获取油位计的液位区域图像；
图形处理模块3，其用于对液位区域图像进行二值化处理，获取液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；
数据计算模块4，其用于依据油位计的油位图像的边界及指针位置，获取油位计的读数值。
图7是本发明实施例提供的图像获取模块框图。
进一步地，请参照图7，图像获取模块1包括：
指令接收单元11，其用于接收获取油位计读数值的控制指令；
控制单元12，其用于依据控制指令，控制图像获取组件获取油位计的油位图像；
其中，图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
图8是本发明实施例提供的图像定位模块框图
进一步地，请参照图8，图像定位模块2包括：
特征提取单元21，其用于利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得油位计的目标候选区域；
图像定位单元22，其用于通过仿射变换将目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取液位区域图像。
图9是本发明实施例提供的图形处理模块框图。
进一步地，请参照图9，图形处理模块3包括：
灰度化处理单元31，其用于对液位区域图像进行灰度化处理；
二值化处理单元32，其用于对液位区域图像进行二值化处理。
进一步地，油位计的读数值v的计算公式为：
Figure BDA0003338855790000071
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
相应地，本发明实施例的第三方面还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述液位型变压器油位计识别方法。
此外，本发明实施例的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述液位型变压器油位计识别方法。
本发明实施例旨在保护一种液位型变压器油位计识别方法及***，其中方法包括如下步骤：获取液位型变压器油位计的油位图像；对油位计的油位图像进行表计定位，获取油位计的液位区域图像；对液位区域图像进行二值化处理，获取液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；依据油位计的油位图像的边界及指针位置，获取油位计的读数值。上述技术方案具备如下效果：
通过获取液位型变压器油位计的图像数据，对图像数据中的油位计进行表计定位并提取液位图像区域，进而进行二值化处理，得到油位计指针读数，具有读数获取准确，能够克服昼夜、光线及光照角度的影响,提高了数值获取的准确率，提升了变压器***运行的安全性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位型变压器油位计识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取液位型变压器油位计的油位图像；
对所述油位计的油位图像进行表计定位，获取所述油位计的液位区域图像；
对所述液位区域图像进行二值化处理，获取所述液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；
依据所述油位计的油位图像的边界及所述指针位置，获取所述油位计的读数值。
2.根据权利要求1所述的液位型变压器油位计识别方法，其特征在于，所述获取液位型变压器油位计的油位图像，包括：
接收获取所述油位计读数值的控制指令；
依据所述控制指令，控制图像获取组件获取所述油位计的油位图像；
其中，所述图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
3.根据权利要求1所述的液位型变压器油位计识别方法，其特征在于，所述对所述油位计的油位图像进行表计定位进而获取油位计液位区域图像，包括：
利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得所述油位计的目标候选区域；
通过仿射变换将所述目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取所述液位区域图像。
4.根据权利要求1所述的液位型变压器油位计识别方法，其特征在于，所述对所述液位区域图像进行二值化处理之前，还包括：
对所述液位区域图像进行灰度化处理。
5.根据权利要求1所述的液位型变压器油位计识别方法，其特征在于，
所述油位计的读数值v的计算公式为：
Figure FDA0003338855780000021
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
6.一种液位型变压器油位计识别***，其特征在于，包括：
图像获取模块，其用于获取液位型变压器油位计的油位图像；
图像定位模块，对所述油位计的油位图像进行表计定位，获取所述油位计的液位区域图像；
图形处理模块，其用于对所述液位区域图像进行二值化处理，获取所述液位区域图像在竖直方向上的分布规律，通过拐点获取指针位置；
数据计算模块，其用于依据所述油位计的油位图像的边界及所述指针位置，获取所述油位计的读数值。
7.根据权利要求6所述的液位型变压器油位计识别***，其特征在于，所述图像获取模块包括：
指令接收单元，其用于接收获取所述油位计读数值的控制指令；
控制单元，其用于依据所述控制指令，控制图像获取组件获取所述油位计的油位图像；
其中，所述图像获取组件包括：高清摄像头和/或巡检机器人。
8.根据权利要求6所述的液位型变压器油位计识别***，其特征在于，所述图像定位模块包括：
特征提取单元，其用于利用SIFT特征提取方法获取油位图像和油位计模板图像中特征点的大小、位置和方向，并采用欧氏距离作为相似度量，获得所述油位计的目标候选区域；
图像定位单元，其用于通过仿射变换将所述目标候选区域转换为与油位计模板图像大小相同，获取所述液位区域图像。
9.根据权利要求6所述的液位型变压器油位计识别***，其特征在于，所述图形处理模块包括：
灰度化处理单元，其用于对所述液位区域图像进行灰度化处理；
二值化处理单元，其用于对所述液位区域图像进行二值化处理。
10.根据权利要求6所述的液位型变压器油位计识别***，其特征在于，
所述油位计的读数值v的计算公式为：
Figure FDA0003338855780000031
其中，h为拐点纵坐标，R为油位计量程，ymax和ymin分别为油位计最大值和最小值对应的纵坐标。
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