計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)及其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

李顏 黃維宸

【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，電已經(jīng)成為人們的必需品之一，在人們生活中占據(jù)重要地位，電力系統(tǒng)也就成最為重要的控制系統(tǒng)之一。所以，電力系統(tǒng)的發(fā)展壯大、更新?lián)Q代都是人們的福音。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為科技的結(jié)晶，占據(jù)著不可或缺的地位，對(duì)人類社會(huì)各方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，尤其是現(xiàn)在電力系統(tǒng)早已和計(jì)算機(jī)技術(shù)融為一體，共同造福人類。論文就計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)及其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【Abstract】With the development and progress of society， electricity has become one of the necessities of people， which occupies an important position in people's lives， and power system has also become one of the most important control systems. Therefore， the development， expansion and renewal of the power system are people's gospel. Computer technology， as the crystallization of human science and technology， occupies an indispensable position and has a far-reaching impact on all aspects of human society. Especially nowadays， the power system has been integrated with computer technology for the common benefit of mankind. This paper discusses computer vision technology and its application in the automation of power system .

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化

【Keywords】 computer vision technology； power system； automation

【中圖分類號(hào)】TP391.41；TM76 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0183-02

1 引言

人工智能系統(tǒng)被譽(yù)為世界三大頂尖科技之一，并開(kāi)始席卷各行各業(yè)。人工智能系統(tǒng)的核心科技之一就是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，眾所周知，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)大體都是圖像信息組合而成，在電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化方面就需要這樣的圖片信息組合而成的視覺(jué)技術(shù)，從而代替工作人員在電網(wǎng)中的一些判斷、分析和操作，避免了人眼主觀性和易疲勞等方面的缺點(diǎn)。因此，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)中可以發(fā)揮重要作用，人們對(duì)視覺(jué)技術(shù)中的圖文識(shí)別、三維技術(shù)也有了更高的要求，以更好地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。

2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，顧名思義就是一門用來(lái)“看”的技術(shù)，只不過(guò)它不是人類用眼去看，而是計(jì)算機(jī)去看，準(zhǔn)確地說(shuō)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)就是讓計(jì)算機(jī)甚至是機(jī)器去“看”的科學(xué)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，是通過(guò)使用攝影機(jī)、掃描儀、成像儀和電腦等儀器代替人眼，來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行視覺(jué)的識(shí)別、分析、測(cè)量等行為。作為新興的、正在研究的技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)逐漸向人工智能方面發(fā)展，人們?cè)噲D從理論和相關(guān)技術(shù)中，將圖像和多維數(shù)據(jù)與人工系統(tǒng)相結(jié)合，用來(lái)處理信息、控制行為。如此一來(lái)，中國(guó)成語(yǔ)中的“眼見(jiàn)為實(shí)”就有可能在計(jì)算機(jī)中表現(xiàn)出來(lái)，不難想象，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在未來(lái)將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

3 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的原理和作用

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)本質(zhì)上就是利用現(xiàn)有的科技手段，將各種能夠成像的系統(tǒng)代替人類的視覺(jué)感官，成為另類的感官，再由計(jì)算機(jī)代替大腦進(jìn)行信息的讀取處理。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)擁有一定的智能系統(tǒng)，可以處理一些視覺(jué)信息和反饋上的一些問(wèn)題，尤其是在圖像分類、對(duì)象檢測(cè)上已經(jīng)很成熟，甚至在目標(biāo)追蹤和語(yǔ)言分割上都有著不俗的表現(xiàn)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)現(xiàn)階段的終極目標(biāo)毫無(wú)疑問(wèn)就是AI（人工智能）技術(shù)，達(dá)到讓計(jì)算機(jī)像人一樣觀察世界，并且具有適應(yīng)生存環(huán)境的能力。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的重要領(lǐng)域莫過(guò)于汽車的視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠規(guī)劃線路，顯示路面情況。但是到目前為止，車輛的識(shí)別系統(tǒng)還不能和人類的視覺(jué)相比，不能自主完成對(duì)路況和環(huán)境的識(shí)別和應(yīng)變處理，因此還不能實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。所以，人們?cè)谄囈曈X(jué)技術(shù)上的研究方向是讓汽車在無(wú)人駕駛的情況下在高速公路上行駛。這需要視覺(jué)技術(shù)上很大的突破，確保在高速行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)道路自動(dòng)識(shí)別和道路車輛的識(shí)別，但是計(jì)算機(jī)代替人腦并不意味著計(jì)算機(jī)要實(shí)現(xiàn)人類視覺(jué)和思維的完美復(fù)制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有著屬于自己的系統(tǒng)信息處理特點(diǎn)。

4 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的先驅(qū)者，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展起到不可估量的作用。基本上每一次計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，都帶來(lái)電力系統(tǒng)深刻改革和技術(shù)的完善。所以，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，為電力系統(tǒng)提供了極大的便利，也為電力系統(tǒng)的研究提供了良好基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)通過(guò)模仿高電壓，大功率的電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的成本，還清晰直觀地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，縮短了電力系統(tǒng)新技術(shù)的研發(fā)周期，為電力系統(tǒng)在后續(xù)的供電、傳輸和實(shí)際應(yīng)用方面提供了有力的數(shù)據(jù)保障。仿真技術(shù)還可以應(yīng)用電力系統(tǒng)的各個(gè)方面，檢測(cè)、掃描電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)，也有力地支持了電力系統(tǒng)自動(dòng)化在同步控制、安全檢測(cè)、故障檢修方面的進(jìn)步和完善。

4.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展方向，早在2017年就得到了快速發(fā)展，提出的理論也越來(lái)越有依據(jù)，也越來(lái)越完善。我國(guó)的人工智能技術(shù)也在飛速發(fā)展。現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化方面有很強(qiáng)的實(shí)用性，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備，各路系統(tǒng)進(jìn)行有效的故障檢測(cè)，從而減輕操作人員的負(fù)擔(dān)，畢竟人眼不是機(jī)器，不可能一直處于工作狀態(tài)，人工智能技術(shù)就把工作人員從崗位上解放出來(lái)。另外，我國(guó)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中還實(shí)驗(yàn)了全順控的操作系統(tǒng)，這又是人工智能在電氣自動(dòng)化方面的一大嘗試，全順控的操作理念就是系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，設(shè)備自行運(yùn)轉(zhuǎn)，并且人工智能系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行檢測(cè)和一定的排障，在有錯(cuò)誤指令或者系統(tǒng)異常時(shí)能自行調(diào)整指令，甚至在控制不住的情況下，自行警告，自行切斷系統(tǒng)運(yùn)行。全順控只是在電力系統(tǒng)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)相融合的一個(gè)大膽嘗試，日后會(huì)有更多的人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面的應(yīng)用。

4.3 圖像信息獲取

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面最好的應(yīng)用就是圖像的識(shí)別和信息的獲取。視覺(jué)技術(shù)能夠在現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備和遙視系統(tǒng)中加入圖像識(shí)別和信息掃描獲取，從而大幅度提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化的計(jì)算效率。所以視覺(jué)技術(shù)的加入，能在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面起到一定的視覺(jué)智能作用。

4.4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的紅外圖像識(shí)別

由于物體在紅外線成像儀上的圖像顯示與其自身的溫度有關(guān)，基于此，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)能對(duì)電力設(shè)備整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掃描和分析，判斷其是否處于安全狀態(tài)，這是電氣設(shè)備故障檢測(cè)的最佳手段[1]。比如某種設(shè)備，因?yàn)槟撤N原因造成過(guò)熱，此時(shí)其運(yùn)行狀態(tài)與正常運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)不同，視覺(jué)技術(shù)會(huì)通過(guò)圖像信息的比對(duì)檢測(cè)出來(lái)，然后相關(guān)工作人員就可以排除故障，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)還可以用來(lái)判斷物體性能、節(jié)能情況以及電廠冷卻水布局等，但是由于所需要的計(jì)算太過(guò)于龐大，圖像的識(shí)別和信息的處理也過(guò)于復(fù)雜，所以在實(shí)際的應(yīng)用中還存在一定的難度。

4.5 視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化三維重建中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的三維重建技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行規(guī)律的識(shí)別和采集，設(shè)備具象化的安全方位衛(wèi)士、視覺(jué)技術(shù)可以直接利用光學(xué)原理對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)和整個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行掃描，然后通過(guò)信息的重現(xiàn)整合，組建三維模型。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)目前應(yīng)用比較成熟的有激光掃描、結(jié)構(gòu)光法等三維技術(shù)，不僅能顯示電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行情況，還能在無(wú)人狀態(tài)下掃描工作場(chǎng)地，外人入侵、煙霧、水火等問(wèn)題都能夠被其發(fā)現(xiàn)，從而保證電力系統(tǒng)自動(dòng)化的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和工作場(chǎng)地的安全。

5 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在現(xiàn)在高標(biāo)準(zhǔn)，高強(qiáng)度的電網(wǎng)系統(tǒng)中，與電氣自動(dòng)化相結(jié)合，簡(jiǎn)化了整個(gè)電力系統(tǒng)的操作，也讓電力系統(tǒng)向智能化的發(fā)展道路前進(jìn)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)設(shè)計(jì)一種真實(shí)的適度的視覺(jué)系統(tǒng)，用來(lái)代替人工操作將成為未來(lái)的一種發(fā)展趨勢(shì)。但是，隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)于信息的識(shí)別和分析，以及智能化的處理方式有了更高的要求，這就需要視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高更快速的運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)更智能化的發(fā)展。因此，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面還有很長(zhǎng)的路要走，相關(guān)工作人員也要加大對(duì)視覺(jué)技術(shù)的研究力度，讓計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面得到更好地應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉俞伶.計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)及其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（20）：13-15.