变电站指针式仪表读数识别方法研究

发布时间：2020-06-04 22:42

【摘要】：在一个变电站中,存在着大量的仪表,这些仪表用来显示设备当前的运行情况。由于数字仪表抗电磁干扰能力差,而变电站自身就是一个强大的电磁干扰源,因此在复杂的电磁环境下,变电站中仍存在着指针式仪表,指针式仪表读数识别的精确性直接影响着变电站的安全运行。目前指针式仪表大多由人手工抄表,手工操作读数精度低、人员劳动强度大并且容易受到外界因素的影响,这些影响因素会给变电站的安全运行带来隐患。针对以上问题,为了避免人工判读带来的误差、提高变电站指针式仪表读数的准确性和实现变电站的自动化发展,本文对变电站指针式仪表读数识别进行研究。本文在研究中涉及图像采集、图像预处理、图像分割、指针特征提取及角度识别、示值判读、MATLAB实验仿真等多方面技术。首先利用摄像头对指针式仪表进行拍摄,然后通过数据传输设备将拍摄到的仪表图像传输到计算机,在计算机中,首先利用数字图像处理技术在MATLAB软件中对采集到的指针式仪表图像进行预处理,在预处理过程中,通过对噪声存在的情况与去噪算法性能进行分析,提出中值滤波与小波变换相结合的混合滤波法在变电站指针式仪表识别过程中的应用,实验证明这种混合滤波法较单一的滤波法对变电站指针式仪表识别过程中存在的噪声具有更好的去噪效果。对预处理后的图像进行仪表指针特征识别,提出基于遗传算法的图像分割方法在变电站指针式仪表识别过程中的应用。该方法通过遗传算法确定最优阈值,然后采用阈值分割法将图像的目标(指针)与背景(表盘)分离。利用hough变换法提取仪表指针所在直线、通过对回转中心、指针指尖方向及偏转角度的确定,运用改进的角度法对仪表进行示值判读、最后对变电站指针式仪表读数识别系统进行实验及分析。实验结果表明该系统算法简单、识别速度快、识别精度优于人工读数,因此具有一定的应用前景。
【图文】：

彩色图像,灰度图像,灰度化

效率和准确性。彩色图像转变为灰度图像有多种不同的算法，数字图灰度化处理的方法主要包括以下三种[36]：最大值法：输出灰度图像像素点的值大小取对应位置点 R、G、B 颜色值。即 g=max(R,G,B)，用这种方法处理后的图像亮度一般较高。平均值法：输出灰度图像中的像素值为 R、G、B 三个值之和的平均值B）/3，使用这种方法处理后的图像一般比较柔和。加权平均值法：根据不同颜色的特点将不同的权重值分配给 RGB 图像灰度图像像素值等于三个通道图像的加权和平均值。即：g=(WRR+WG、WG、WB分别是 R、G、B 的权值。本文使用加权平均法来灰度化图表达式为：Gray=R*0.299+G*0.587+B*0.114，式中的系数代表经验值行灰度化处理时，先将彩色图像转变成 8 位位图，然后对 8 位位图用灰度化处理。经过灰度化后，它可以减少存储空间和加快处理速度。ATLAB 软件图像处理工具箱中提供了可直接用于对彩色图像进行灰gb2gray()，该函数的原理就是加权平均值法。以变电站指针式电压表指针式仪表图像进行灰度变换，其实验仿真结果如图 3.1、图 3.2 所示

流程图,同态滤波

变换到空间域可得：hf(x,y)=hi(x,y)+hr(x,y) ，得到：g(x,y)=ehf(x,y)=ehi(x,y)ehr(x,y)后的图像，同态滤波的流程如图 3.5 ，增强后的图像是由分别对应于入射照强度的一致性，入射分量是变化缓这部分。反射分量是变化迅速的高频的信息，因此，应该增加这部分[38]流程的分析，，对灰度化处理后的指针效果如图 3.6 所示：FFT H(u,v ) IFFF(u,v)图 3.5 同态滤波流程图
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63

【参考文献】