【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于儀表識別，具體涉及一種換流站指針式儀表讀數識別方法及系統。
技術介紹
1、工業儀表在工業生產中用于測量、顯示、記錄和控制各種工藝參數的設備。工業儀表讀數識別技術是工業自動化領域的重要組成部分，因此該技術是眾多專家、學者研究的重要課題之一。近年來隨著計算機視覺、深度學習等技術的不斷發展，人們開始利用深度卷積神經網絡cnn自動從圖像中提取特征，更多的基于深度學習的指針式工業儀表讀數識別方法被提出，這些方法提高了工業儀表讀數識別方法的準確性和魯棒性，并被應用于眾多的工業場景中，促進了工業儀表讀數識別技術的發展。
2、換流站是高壓直流輸電系統的核心組成部分，換流站的主要作用是完成交流電與直流電的互相轉換，以保障電力系統的安全穩定運行，故換流站在高壓直流輸電系統中扮演著關鍵角色。隨著電力行業的不斷發展，換流站數量也隨之增多，而為了讀取、記錄換流站中用于監測和控制電力系統的電壓、電流、功率等各項參數的各種指針式儀表的讀數，通常換流站儀表的讀數方法采用通過人工到各個儀表所在位置讀取記錄儀表讀數，或者通過監控拍攝每一個儀表盤并采用人工讀取表盤讀取方法。
3、電力行業換流站指針式儀表讀數方法和現有指針式儀表讀數識別技術存在如下缺點：
4、1.成本高。換流站數量較多，為了確保操作人員能夠準確無誤地讀取儀表讀數，需要大量經過專業培訓的操作人員來開展儀表讀數的讀取、記錄工作，需要消耗大量人力成本。
5、2.效率低。人工讀取換流站儀表讀數需要操作人員逐一讀取每個儀表的讀數并手動記錄讀數，對于需
6、3.實時性差。人工讀取換流站儀表讀數無法實現24小時不間斷的監測、讀數，也無法實時反饋儀表讀數的變化，從而導致換流站的異常情況不能及時發現及處理，影響換流站的生產效率，且具備一定的安全隱患。
7、4.矯正儀表會增加誤差和延時。儀表讀數識別過程中的儀表矯正通常采用計算機視覺技術標記的關鍵點等實現儀表矯正，而矯正過程中存在的誤差會累積在后續儀表讀數識別過程中，影響儀表讀數的準確度，同時儀表矯正需要消耗時間，從而降低了儀表讀數識別的效率。
8、5.數據信息化管理難。人工讀取大量儀表讀數后通常需要手動記錄和整理數據，且容易出現數據錄入錯誤，因此這些生產數據很難實現實時、準確的信息化管理，在現代工業生產中，大量的數據需要進行實時處理和分析，以支持生產優化和決策，人工讀取儀表讀數方式顯然難以滿足這一需求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種換流站指針式儀表讀數識別方法及系統，解決換流站指針式儀表讀數的效率低、準確度差的問題。
2、本專利技術通過下述技術方案實現：
3、一種換流站指針式儀表讀數識別方法，包括以下步驟：
4、獲取儀表盤圖像并對儀表盤圖像進行處理；
5、在儀表盤圖像中識別儀表盤所在的位置以及儀表類型，根據儀表類型獲取儀表盤上的首刻度與尾刻度之間的夾角、儀表盤的量程及刻度初始值；
6、提取識別出的儀表盤所在的位置的圖像中的刻度圖像和指針圖像；
7、獲取識別出的刻度圖像中的首刻度和尾刻度，以及首刻度的中心坐標和尾刻度的中心坐標；
8、獲取識別出的指針圖像中的指針和指針的中心坐標；
9、根據首刻度的中心坐標、尾刻度的中心坐標和首刻度與尾刻度之間的夾角，計算儀表盤的中心坐標；
10、根據儀表盤的中心坐標和指針的中心坐標，計算指針的轉動角度，并根據指針的轉動角度和首刻度與尾刻度之間的夾角計算指針在刻度中的轉動比率，根據指針在刻度中的轉動比率以及儀表盤的量程、刻度初始值，得到儀表盤圖像中指針所對應的讀數。
11、在一些實施例中，獲取識別出的刻度圖像中的首刻度和尾刻度的步驟包括：
12、預設刻度有n個，某一刻度i存在一個鄰刻度或兩個鄰刻度；
13、計算刻度i分別到n-1個刻度中每個刻度的距離，并由小到大進行排序，排序后選取前兩個最小的距離，前兩個最小的距離分別為刻度i到刻度m的距離dim和刻度i到刻度n的距離din，刻度i的坐標(xi，yi)、刻度m的坐標(xm，ym)；
14、當dim與din的差值的絕對值小于或等于預設值時，則判斷刻度i不是首刻度或尾刻度；
15、當dim與din的差值的絕對值大于預設值時，且當xi<xm時則判斷刻度i為首刻度，當xi>xm時則判斷刻度i為尾刻度。
16、在一些實施例中，獲取首刻度的中心坐標和尾刻度的中心坐標的步驟包括：
17、對首刻度和尾刻度分別采用擬合橢圓方法分別獲得首刻度中心坐標和尾刻度中心坐標。
18、在一些實施例中，在儀表盤圖像中識別儀表盤所在的位置以及儀表類型的步驟包括：
19、基于已經訓練好的儀表識別網絡模型對儀表盤圖像進行處理以識別出儀表盤所在的位置以及儀表類型。
20、在一些實施例中，提取識別出的儀表盤所在的位置的圖像中的刻度圖像和指針圖像的步驟包括：
21、基于已經訓練好的儀表盤分割網絡模型對儀表盤所在的位置的圖像進行處理以分割出儀表盤分割結果圖；
22、將儀表盤分割結果圖中的刻度賦為紅色、指針賦為綠色；
23、將賦色后的儀表盤分割結果圖按照圖像三通道進行拆分獲得刻度圖像和指針圖像。
24、在一些實施例中，所述計算指針的轉動角度的步驟包括：
25、預設指針的轉動角度為ω，首刻度與尾刻度之間的夾角為2θ，指針的中心為點m，首刻度的中心為點a，尾刻度的中心為點b，儀表盤中心為點c，點a到點b的直線的中心為點d，指針轉動角度的范圍為2π-2θ；
26、當dacm＝dam時，則有ω＝π；
27、當dam＝dbm時，則有ω＝(2π-2θ)/2；
28、當dam<dbm時，則有ω＝φ，此時φ為首刻度與指針之間的夾角；
29、當dam>dbm時，則有ω＝2π-2θ-φ，此時φ為尾刻度與指針之間的夾角；
30、其中，dacm為點a到點c再到點m的距離，dam為點a到點m的距離，dbm為點b到點m的距離，φ利用三角形銳角公式求解。
31、在一些實施例中，所述指針在刻度中的轉動比率的計算公式為：
32、ratio＝ω/(2π-20)；
33、其中，ratio為指針在刻度中的轉動比率。
34、在一些實施例中，所述儀表盤圖像中指針所對應的讀數的計算公式為：
35、
36、在一些實施例中，還包括對儀表信息進行存儲；所述儀表信息包括儀表盤圖像、儀表盤讀數和儀表盤圖像信息，并將儀表盤圖像與儀表盤讀數、儀表盤圖像信本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，獲取識別出的刻度圖像中的首刻度和尾刻度的步驟包括：
3.根據權利要求1或2所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，獲取首刻度的中心坐標和尾刻度的中心坐標的步驟包括：
4.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，在儀表盤圖像中識別儀表盤所在的位置以及儀表類型的步驟包括：
5.根據權利要求1或4所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，提取識別出的儀表盤所在的位置的圖像中的刻度圖像和指針圖像的步驟包括：
6.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，所述計算指針的轉動角度的步驟包括：
7.根據權利要求6所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，所述指針在刻度中的轉動比率的計算公式為：
8.根據權利要求7所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，所述儀表盤圖像中指針所對應的讀數的
9.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，還包括對儀表信息進行存儲；所述儀表信息包括儀表盤圖像、儀表盤讀數和儀表盤圖像信息，并將儀表盤圖像與儀表盤讀數、儀表盤圖像信息進行關聯；所述儀表盤圖像信息包括換流站名稱、儀表編號、圖像采集時間，并將換流站名稱、儀表編號、圖像采集時間進行關聯；獲取的儀表盤圖像按照流站名稱、儀表類型、儀表編號、圖像采集時間進行依次命名。
10.一種換流站指針式儀表讀數識別系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，獲取識別出的刻度圖像中的首刻度和尾刻度的步驟包括：
3.根據權利要求1或2所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，獲取首刻度的中心坐標和尾刻度的中心坐標的步驟包括：
4.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，在儀表盤圖像中識別儀表盤所在的位置以及儀表類型的步驟包括：
5.根據權利要求1或4所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，提取識別出的儀表盤所在的位置的圖像中的刻度圖像和指針圖像的步驟包括：
6.根據權利要求1所述的一種換流站指針式儀表讀數識別方法，其特征在于，所述計算指針的轉動角度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王紅蕾，徐小云，李歡歡，阮正平，鄧大建，滕沛霖，孫覺予，楊成瀚，葉林峰，董梅，
申請(專利權)人：四川中電啟明星信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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