一種基于圖像檢測的智能型電表的使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像檢測的智能型電表的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電表產(chǎn)品上，目前已經(jīng)具備了多功能、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的需求，能夠滿足當(dāng)前各種計(jì)量的要求，如有功計(jì)量、無功計(jì)量、需量計(jì)算，電網(wǎng)質(zhì)量檢測、電網(wǎng)事件記錄等復(fù)雜功能，并能夠作為通訊從站與中央控制主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0003]當(dāng)前，用于測量電能使用情況的電表仍存在以下缺陷:精度不高，無法同時(shí)滿足供電方和用電方要求的數(shù)據(jù)分辨率;竊電情況時(shí)有發(fā)生，只能通過人工手段去定點(diǎn)定時(shí)檢測竊電情況是否存在，無法做到竊電的實(shí)時(shí)檢測。
[0004]因此，需要一種新型電表，對(duì)電表進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和升級(jí)，提高電表的檢測效率和準(zhǔn)確性，同時(shí)，在電表設(shè)備空間內(nèi)引入實(shí)時(shí)防竊電設(shè)備，提高電表的防竊電性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像檢測的智能型電表，通過對(duì)電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)去冗余化，改善電表對(duì)供電線路電力參數(shù)的檢測精度，同時(shí)，采用有針對(duì)性的圖像識(shí)別技術(shù)以實(shí)時(shí)檢測到電表的封印和螺絲變動(dòng)情況，從而進(jìn)一步判斷電表是否被竊電，避免供電部門的經(jīng)濟(jì)損失擴(kuò)大。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于圖像檢測的智能型電表，包括高清圖像采集設(shè)備、圖像預(yù)處理設(shè)備、圖像識(shí)別設(shè)備和主控制器，高清圖像采集設(shè)備用于面向電表的外框進(jìn)行拍攝以獲得高清外框圖像，圖像預(yù)處理設(shè)備用于對(duì)高清外框圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，并將預(yù)處理結(jié)果發(fā)送給圖像識(shí)別設(shè)備以進(jìn)行電表外框特征提取，主控制器與圖像識(shí)別設(shè)備連接，用于基于提取的電表外框特征確定電表是否發(fā)生竊電。
[0007]更具體地，在所述基于圖像檢測的智能型電表中，包括:高清圖像采集設(shè)備，設(shè)置在電表的上方，面向電表的外框進(jìn)行拍攝，以獲得高清外框圖像;復(fù)雜度檢測設(shè)備，與高清圖像采集設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，并基于高清外框圖像計(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度；灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與高清圖像采集設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，針對(duì)高清外框圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，提取其R、G、B三顏色通道分量，對(duì)R、G、B三顏色通道分量賦予不同的權(quán)重值以進(jìn)行加權(quán)平均，以獲得對(duì)應(yīng)的灰度值，所有像素點(diǎn)的灰度值組成灰度化圖像，其中R、G、B三顏色通道分量的權(quán)重值分別為0.3,0.59和0.11；圖像濾波設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(shè)備和灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備連接，用于基于圖像復(fù)雜度確定選擇的濾波策略，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍下限以下時(shí)，選擇高斯濾波策略對(duì)灰度化圖像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時(shí)，選擇均值濾波策略對(duì)灰度化圖像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時(shí)，選擇中值濾波策略對(duì)灰度化圖像進(jìn)行濾波;全局二值化設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(shè)備和圖像濾波設(shè)備連接，用于基于圖像復(fù)雜度確定全局二值化閾值的確定策略，在確定全局二值化閾值之后，使用全局二值化閾值將灰度化圖像進(jìn)行二值化處理，使得處理后的二值化圖像的像素值只有O或255這二種選擇，其中基于圖像復(fù)雜度確定全局二值化閾值的確定策略具體包括:當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍下限以下時(shí)，采用雙峰法確定全局二值化閾值，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時(shí)，采用最大類間方差法確定全局二值化閾值，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時(shí)，采用平均值法確定全局二值化閾值;圖像校正設(shè)備，與全局二值化設(shè)備連接以接收二值化圖像，用于對(duì)二值化圖像依次進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正處理、冗余裁剪處理和圖像歸一化處理，以獲得校正圖像;輪廓檢測設(shè)備，分別與圖像校正設(shè)備和灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備連接，用于基于預(yù)設(shè)電表外框封印輪廓和電表外框螺絲輪廓檢測校正圖像中電表外框封印的位置和電表外框螺絲的位置，并基于校正圖像中電表外框封印的位置從灰度化圖像處分割出對(duì)應(yīng)的電表外框封印圖像，基于校正圖像中電表外框螺絲的位置從灰度化圖像處分割出對(duì)應(yīng)的電表外框螺絲圖像;封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和FLASH存儲(chǔ)設(shè)備連接，用于確定電表外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出封印移動(dòng)信號(hào);螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和FLASH存儲(chǔ)設(shè)備連接，用于確定電表外框螺絲圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出螺絲變動(dòng)信號(hào)；電流傳感器，與三相電力線路連接，用于對(duì)三相電力線路中的電流信號(hào)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，輸出相對(duì)于三相電力線路中的電流信號(hào)較小的微電流信號(hào)；電壓傳感器，與三相電力線路連接，用于對(duì)三相電力線路中的電壓信號(hào)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，輸出相對(duì)于三相電力線路中的電壓信號(hào)較小的微電壓信號(hào);抗混疊濾波電路，分別與電流傳感器和電壓傳感器連接，用于對(duì)接收到的微電流信號(hào)和微電壓信號(hào)進(jìn)行抗混疊濾波處理，以輸出處理后的微電流信號(hào)和微電壓信號(hào);三相電能計(jì)量設(shè)備，與抗混疊濾波電路連接，基于處理后的微電流信號(hào)和微電壓信號(hào)確定三相電力線路中各相以及合相的有功功率、無功功率和視在功率;整流設(shè)備，與三相電力線路連接，用于將三相電力線路的交流電整流為直流電；穩(wěn)壓設(shè)備，與整流設(shè)備連接，用于對(duì)直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理;變壓設(shè)備，與穩(wěn)壓設(shè)備連接，用于對(duì)穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處理以獲得各個(gè)電子設(shè)備所需要的工作電壓，各個(gè)電子設(shè)備所需要的工作電壓包括36V、12V、5V和3.3V;日歷時(shí)鐘設(shè)備，包括日歷時(shí)鐘芯片和鋰電池，日歷時(shí)鐘芯片用于提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)，還通過同步串行接口 I2C與DSP處理芯片連接，鋰電池與日歷時(shí)鐘芯片連接，用于在斷電情況下為日歷時(shí)鐘芯片提供備用電力支持;液晶顯示設(shè)備，包括筆段式液晶顯示驅(qū)動(dòng)器和液晶顯示屏，筆段式液晶顯示驅(qū)動(dòng)器通過同步串行接口 I2C與DSP處理芯片連接，用于控制液晶顯示屏上的顯示內(nèi)容；FLASH存儲(chǔ)設(shè)備，采用容量為IM字節(jié)的AT45DB081芯片，通過串行外設(shè)接口 SPI與DSP處理芯片進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)設(shè)備還用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像;集成通信設(shè)備，與DSP處理芯片連接，包括紅外發(fā)射器、紅外接收器、光耦器件、RS485驅(qū)動(dòng)器和RS485通信接口，紅外發(fā)射器采用38kHz的調(diào)制光，通信速率為1200bps，紅外接收器采用集電極開路方式輸出從接收到的紅外光中解調(diào)出來的數(shù)字信號(hào)，RS485驅(qū)動(dòng)器與RS485通信接口連接，光耦器件用于將紅外發(fā)射器和紅外接收器隔離于RS485驅(qū)動(dòng)器和RS485通信接口 ； DSP處理芯片，與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到封印移動(dòng)信號(hào)且接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出竊電確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)只接收到封印移動(dòng)信號(hào)或只接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出竊電疑似信號(hào)，當(dāng)封印移動(dòng)信號(hào)和螺絲變動(dòng)信號(hào)都未接收到時(shí)，發(fā)出竊電否認(rèn)信號(hào)；頻分雙工通信接口，與DSP處理芯片連接，用于將竊電確認(rèn)信號(hào)、竊電疑似信號(hào)或竊電否認(rèn)信號(hào)無線發(fā)送到遠(yuǎn)端的電力管理控制中心；其中，DSP處理芯片還分別與變壓設(shè)備、日歷時(shí)鐘設(shè)備、液晶顯示設(shè)備、FLASH存儲(chǔ)設(shè)備、集成通信設(shè)備和三相電能計(jì)量設(shè)備連接，用于從三相電能計(jì)量設(shè)備處接收三相電力線路中各相以及合相的有功功率、無功功率和視在功率。
[0008]更具體地，在所述基于圖像檢測的智能型電表中:ZIGBEE通信接口，設(shè)置在電表的外框上。
[0009]更具體地，在所述基于圖像檢測的智能型電表中:ZIGBEE通信接口與DSP處理芯片連接，用于將三相電力線路中各相以及合相的有功功率、無功功率和視在功率發(fā)送到附近的抄表終端。
[0010]更具體地，在所述基于圖像檢測的智能型電表中:封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別采用不同型號(hào)的CPLD芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0011]更具體地，在所述基于圖像檢測的智能型電表中:紅外發(fā)射器、紅外接收器、光耦器件、RS485驅(qū)動(dòng)器和RS485通信接口被集成在一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于圖像檢測的智能型電表的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:I高清圖像采集設(shè)備;2圖像預(yù)處理設(shè)備;3圖像識(shí)別設(shè)備;4主控制器
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于圖像檢測的智能型電表的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]電表與供