一種巡檢機器人的儀表識別算法

李軍,肖明儉（江蘇省電力公司徐州供電公司,江蘇徐州221005）

一種巡檢機器人的儀表識別算法

李軍,肖明儉
（江蘇省電力公司徐州供電公司,江蘇徐州221005）

摘要：本文針對目前多數變電站采用巡檢機器人實現自動化的同時，由于儀表識別算法的缺陷而導致識別率不高，穩定性不好等缺點。本文針對目前變電站以及電廠等多種醫用環境下的應用上設備的圖像進行實時的模塊化處理，并對相應的儀表進行最小刻度min和最大刻度max的劃分，最終通過對指針儀表的準確位置和實際的進行定位，從而確定儀表的實時準確讀數。運用該算法的系統經過國內某地的500KV變電站的實時巡檢機器人的實際應用與測試，對各種儀表的識別率均可提高的96%以上，并且能夠大大提高儀表讀書的穩定性和精度，可以滿足該類變電站實現無人值守的儀表監測的功能與要求。

關鍵詞：變電站;巡檢機器人;無人值守;儀表監測

0引言

變電站設備的巡檢機器人是基于自動導航功能的，該系統集成了包括紅外光、可見光、溫度、濕度和聲音等傳感器，從而實現對儀器儀表等設備的狀態、外觀異常、油位計位置以及實時讀數的數據采集，并實時配合變電站的其他監測監控系統完成設備狀態的實時監測與控制。變電站的安裝的儀表大多是長期處于室外環境下的，自動巡檢機器人所采集的儀表的圖像常常容易受環境等因素的影響[1]。

本文針對目前變電站巡檢機器人環境識別的缺陷和不足，提出的一種可適用于工作環境多變的巡檢機器人對儀器儀表讀數的準確識別。運用該算法的系統經過國內某地的500KV變電站的實時巡檢機器人的實際應用與測試，對各種儀表的識別率均可提高的95%以上，能夠大大提高儀表讀書的穩定性和精度，可以滿足該類變電站實現無人值守的儀表監測的功能與要求。

1指針儀器儀表識別算法

1.1尺度空間生成

尺度空間圖像是指將相近尺度的圖像值相減可得到一組（DoG）圖像D(x,y,б),由此查找局部的極值點，從而獲得作為待選擇的特征點[2-3]。如果假定一幅圖像的像素強度為I(x,y),此時得到的高斯卷積表示的圖像為：

1.2儀器儀表指針的識別

指針式的儀器儀表的分類方法很多，然而通常我們會將其分為深表盤淺刻度和淺表盤深刻度兩種。然而在指針式儀器儀表應用廣泛的變電站監測系統中，所有的指針所具有的特征都是一樣的[4-5]。一條有一定長度的近似直線穿過表盤的圓心。當對儀表的表盤盡心定位后，此時可以利用指針具有的此特征對指針的具體狀態和特征進行識別提取。

2Hough變換在儀表指針識別的應用

Hough變換是一種對圖像進行二值化處理的一種非常行而有效的方法。該方法的核心思想是是點和線的性質，考慮到點和線具有對偶的性質，故可以通過相應的數學變化將上述圖像所處的空間轉換到便于我們具體計算得實際參數空間當中[6-7]。當參數處于標準化的方式下，所述圖像的直線可以表達為如下形式：

本文所述的快速指針檢測的方法如下：

（3）當系統完成上述儀表指針的檢測后，可以根據指針所處的直線具有的值同進行比較并最終確定儀表的實際讀數。圖1所示為通過Hough變換后對儀表進行細化最終得到的儀表圖像中指針所處的具體位置。

圖1儀表指針檢測結果讀數

3結語

由于變電站的巡檢機器人所處的工作環境在室外，因此其環境是復雜多變的，對儀器儀表的穩定性和精度有著非常高的要求。經過長時間的運行和監測結果表明，運用該算法制成的系統應用在國內某500kv變電站的巡檢機器人，該系統的巡檢機器人對各種儀器儀表的識別率可達到96%以上，完全滿足各種變電站的巡檢機器人對儀器儀表檢測精度和穩定性的實際需求。

參考文獻：

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作者簡介：李軍(1975-)，男，研究方向：電力系統自動化。