变电站设备智能视觉检测系统及状态检测方法
专利汇可以提供变电站设备智能视觉检测系统及状态检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种变电站巡检 机器人 视觉系统及状态检测方法，它包括运动控 制模 块 ，所述运动 控制模块 上设有 云 台控制模块，云台控制模块通过视觉伺服模块与 图像采集 模块相连，图像采集模块通过图像传输模块与图像智能分析系统相连，图像智能分析系统包括设备分类模块、刀闸状态识别模块、高压 断路器 识别模块、仪表读数模块和外观异常识别模块，图像智能分析系统的各模块与综合分析模块连接，综合分析模块与变电站信息控制系统 接口 模块相连。本发明自动分析设备当前状态，涵盖了变电站设备日常巡视工作的所有检测内容；实现周期巡检方式到基于状态的巡检方式的转变；完成对变电站设备状态的自动识别和记录，大大降低工作人员的参与度。，下面是变电站设备智能视觉检测系统及状态检测方法专利的具体信息内容。
1.一种变电站巡检机器人视觉系统，其特征是，它包括运动控制模块，所述运动控制模块上设有云台控制模块，云台控制模块通过视觉伺服模块与图像采集模块相连，图像采集模块通过图像传输模块与图像智能分析系统相连，图像智能分析系统包括设备分类模块、刀闸状态识别模块、高压断路器识别模块、仪表读数模块和外观异常识别模块，图像智能分析系统的各模块与综合分析模块连接，综合分析模块与变电站信息控制系统接口模块相连。
2.如权利要求1所述的变电站巡检机器人视觉系统，其特征是，所述图像智能分析系统通过设备类型识别模块自动识别设备类型，并将图像输入到对应的识别模块中；在对应识别模块状态检测完成后，将结果输入到综合分析模块中，通过与历史数据对比分析、关联设备状态对比分析，得到最终检测结果和预警信息，最后将设备状态信息和状态是否正常的判断结果，通过变电站信息系统接口模块与变电站自有信息系统中，供变电站工作人员使用。
3.如权利要求1所述的变电站巡检机器人视觉系统，其特征是，所述仪表读数模块对图像信号采集设备获取的仪表图像采用类圆形指针式仪表读数方法，自动提取类圆形区域，提取仪表指针位置，给出仪表当前指数。
4.如权利要求1所述变电站巡检机器人视觉系统，其特征是，所述刀闸状态识别模块，对图像信号采集设备获取的刀闸图像信号进行处理与分析，自动识别刀闸的闭合、断开、闭合不到位三种情况；
所述高压断路器识别模块，通过图像信号采集设备获取的断路器图像进行识别，利用基于模板匹配的方法来判断断路器的分、合状态；
所述外观异常识别模块，对设备上具有悬挂物、设备表面存在放电痕迹、油渍类情况进行检测。
5.如权利要求1所述的变电站巡检机器人视觉系统，其特征是，所述运动控制模块还包括移动平台和控制移动平台移动的运动控制器；所述云台控制模块包括云台和云台控制器，云台控制器控制云台转动角度；所述视觉伺服模块利用图像信号采集设备获取的当前图像与预先采集的模板图像进行对比分析，获得云台调整量，继而调整云台姿态，保证设备图像完整出现在图像中，为后续的设备状态识别提供充分的信息；图像传输模块包括无线路由器、信号接收基站，将压缩编码后的图像信息通过无线网络传输到后台处理模块中。
6. 一种利用权利要求1的变电站巡检机器人视觉系统的状态检测方法，其特征是，步骤如下：
（1）控制基于变电站巡检机器人运动控制平台移动到指定位置，通过视觉伺服模块对图像采集模块进行调整以保证设备图像完整出现在图像中，然后通过图像采集模块获取待检测设备的清晰图像；
（2）将采集到的图像信息，先进行压缩编码，再通过图像传输模块传输到图像智能分析系统中；
（3）图像智能分析系统的设备类型识别模块根据刀闸、高压断路器、仪表和变压器，对图像进行识别，并自动将设备的图像送入对应的识别模块；
（4）刀闸状态识别模块、高压断路器识别模块、仪表读数模块以及外观异常识别模块分别将各自的当前图像与相关联的设备历史图像通过综合分析模块进行一致性分析，最终将设备状态信息和预警信息传输至变电站信息系统接口模块；
（5）变电站信息系统接口模块将检测和分析结果转换成变电站信息系统识别的数据类型，传输至上位机的变电站信息管理系统中；
（6）工作人员直接对判断结果进行监控。
7. 如权利要求6所述的状态检测方法，其特征是，所述步骤（3）中，设备分类模块的自动分类主要通过机器停靠位置的配置信息，获取当前待检测的设备类型，从而自动确定要进入的检测模块。
8.如权利要求6所述的状态检测方法，其特征是，所述步骤（4）中，刀闸状态识别模块判断刀闸状态，自动识别刀闸的闭合、断开、闭合不到位三种情况；
高压断路器识别模块判断高压断路器状态，判断高压断路器的分、合状态；
仪表读数模块判断仪表状态，自动识别仪表的指针位置，给出仪表当前指数；
外观异常识别模块识别设备是否具有悬挂物、设备表面存在放电痕迹、油渍类情况外观异常状态。
9.如权利要求8所述的状态检测方法，其特征是，所述仪表读数模块判断仪表状态的具体过程为：
（1）把移动机器人采集的仪表图像灰度化，二值化；
（2）利用Canny算法提取设备二值图像的边缘信息；利用边缘点使用最小二乘法拟合椭圆；对获得的椭圆进行过滤，剔除掉被拟合成椭圆的非椭圆图像，得到表盘区域及表盘圆心位置；
（3）在获得表盘图像区域内使用基于Hough变换的直线提取算法提取指针，参考表盘圆心，进而得到指针的角度；
（4）提取数据库中对应目标仪表的指针角度与示数之间的关系计算步骤（3）所得角度对应的示数。
10. 如权利要求6所述的状态检测方法，其特征是，所述步骤（4）中，综合分析模块的分析过程为：利用变电站设备分布信息，自动将相关联的设备的状态记录，保存，并进行一致性分析；通过该模块，将当前设备状态纵向的与历史状态对比，横向的与相连设备进行状态比对，综合分析该设备的状态，并给出分析结果，对于出现状态异常的设备进行报警提示，其具体步骤为：
（1）根据变电站日常巡检任务，将相关联的设备巡视内容进行关联，
（2）根据相关设备状态顺序控制关系，在关联的末端任务执行完成后，对关联任务中各个设备的一致性进行判断；
（3）对于产生异常的设备状态，与前二次检测的历史数据进行对比，结合工作票顺序，进行一致性分析，确定是否发生异常。
变电站设备智能视觉检测系统及状态检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述外观异常识别模块，主要对设备上具有悬挂物、设备表面存在放电痕迹、油渍类情况进行检测。
（2）将采集到的图像信息，先进行压缩编码，再通过图像传输模块传输到图像智能分析系统中；
（3）图像智能分析系统的设备类型识别模块根据刀闸、高压断路器、仪表，对图像进行分类，并自动将设备的图像送入对应的识别模块；
（4）刀闸状态识别模块、高压断路器识别模块、仪表读数模块以及变压器外观异常识别模块分别将各自的当前图像与相关联的设备历史图像通过综合分析模块进行一致性分析，最终将设备状态信息和预警信息传输至变电站信息系统接口模块；
（5）变电站信息系统接口模块将检测和分析结果转换成变电站信息系统识别的数据类型，传输至上位机的变电站信息管理系统中；
（6）工作人员直接对判断结果进行监控。
仪表读数模块判断仪表状态，自动识别仪表的指针位置，给出仪表当前指数；
外观异常识别模块识别设备是否具有悬挂物、设备表面存在放电痕迹、油渍等情况外观异常状态。
（2）利用Canny算法提取设备二值图像的边缘信息；利用边缘点使用最小二乘法拟合椭圆；对获得的椭圆进行过滤，剔除掉被拟合成椭圆的非椭圆图像，得到表盘区域及表盘圆心位置；
（3）在获得表盘图像区域内使用基于Hough变换的直线提取算法提取指针，参考表盘圆心，进而得到指针的角度；
（4）提取数据库中对应目标仪表的指针角度与示数之间的关系计算步骤（3）所得角度对应的示数。
（2）根据相关设备状态顺序控制关系，在关联的末端任务执行完成后，对关联任务中各个设备的一致性进行判断；
（3）对于产生异常的设备状态，与前二次检测的历史数据进行对比，结合工作票顺序，进行一致性分析，确定是否发生异常。
（2）提出了一种基于图像的视觉伺服算法，自动根据目标图像位置，实现云台的自动伺服，保证目标图像完整的出现在视野范围内，提高了整体的检测精度；
（3）提出了将检测结果自动与历史数据和相关联的设备状态一致性检验算法，增加了状态检测的可靠性，并直接给出报警信息，真正实现了向基于状态的巡检方式的转变；
（4）基于本智能视觉检测系统提出的设备状态综合分析模块，变电站日常设备巡检任务，完全可由机器人代替，工作人员的工作内容从全部日常检测转换到只对出现预警的设备进行排查，大大提高了工作效率；
（5）基于该智能视觉检测系统，变电站巡检机器人具备高精度、高可靠性的自动巡检方式，为变电站安全运行，减少安全事故，给予了稳固的技术保障，为电力行业安全、稳定发展奠定了基础。
具体实施方式
（2）利用Canny算法提取设备二值图像的边缘信息；利用边缘点使用最小二乘法拟合椭圆；对获得的椭圆进行过滤，剔除掉被拟合成椭圆的非椭圆图像，得到表盘区域及表盘圆心位置；
（3）在获得表盘图像区域内使用基于Hough变换的直线提取算法提取指针，参考表盘圆心，进而得到指针的角度；
（4）提取数据库中对应目标仪表的指针角度与示数之间的关系计算步骤（3）所得角度对应的示数。
（2）根据相关设备状态顺序控制关系，在关联的末端任务执行完成后，对关联任务中各个设备的一致性进行判断；
（3）对于产生异常的设备状态，与前二次检测的历史数据进行对比，结合工作票顺序，进行一致性分析，确定是否发生异常。
（2）将采取到的图像信息，先进行压缩编码，再通过图像传输模块4传输到后台处理器中；
（3）使用设备类型识别模块，自动对设备类型进行分类，并将图像输入到对应的设备状态检测模块；
（4）相应的设备状态检测系统将检测结果传输至综合分析11模块，该模块自动将当前设备状态与历史数据与相关联的设备进行一致性分析，最终将设备状态信息和预警信息传输至变电站信息系统接口模块12；
（5）变电站信息系统接口模块12将检测和分析结果转换成变电站信息系统识别的类型，传输至变电站信息管理系统中；
（6）工作人员直接对判断结果进行监控。
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