基于机器视觉的电力仪表自动检定系统研究

发布时间：2017-08-30 13:42

  本文关键词：基于机器视觉的电力仪表自动检定系统研究

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【摘要】：电力仪表是人们检测并监测系统设备的重要工具,其准确性至关重要,因此电力部门需要周期性的对仪表进行检定,任务繁重。采用人工检定方式十分容易出错并且效率低下,因此激发了人们对各种仪表自动化检定系统的研究。然而现在已存在的系统要么为实现高精度检定而导致检定成本极高,要么检定效率低,例如对高精度指针式仪表的检定,在一次检定中需多次调整图像采集设备位置,耗费大量的时间。因此需要研究一种高效的检定系统。针对电力仪表的自动化检定,本文研究了一种基于机器视觉的电力仪表自动化检定系统,实现对如高精度指针式电流表、电压表等模拟指针式仪表、台式数显仪表的读数自动判别。搭建完成了一个基于机器视觉的电力仪表检定硬件平台,通过用CMOS智能相机采集仪表图像代替人眼观察,选用电控位移平台带动智能相机移动到采集图像清晰的位置,并且为保证稳定的检测环境,在硬件平台上架设了照明光源与遮光罩。论文重点研究了检定过程中的仪表读数识别算法,并且根据待检仪表的类型研究相应的仪表读数判别算法。针对台式数字显示式仪表,采用了基于BP神经网络的字符判别算法,通过结合图像处理技术与模式识别技术,实现了对具有不同字体数字的数显仪表的识别;针对高精度指针式仪表采用了一种基于查表法的读数判别方法,解决了已有系统检定效率低的问题。本文选用Lab VIEW软件开发了一套基于机器视觉的电力仪表检定系统软件,系统软件采用模块化的设计方式,包括精密位移平台程控模块、标准源程控模块、仪表自动检定模块以及数据存储模块。通过实验证明了软件的可靠性,分析了误差来源。实验结果表明本文设计的系统可满足实际应用的要求,具有一定的发展前景。
【关键词】：自动检定 机器视觉 查表法 指针式仪表 数显仪表
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM930;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景及意义8-10
• 1.1.1 课题研究的背景8-9
• 1.1.2 课题研究的意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容及论文结构12-14
• 第2章 检定系统平台设计14-31
• 2.1 检定系统的设计要求14-16
• 2.1.1 系统遵循的检定规程14
• 2.1.2 检定系统的精度要求14-16
• 2.1.3 检定系统的功能要求16
• 2.2 检定系统方案设计16-20
• 2.2.1 检定过程设计16-17
• 2.2.2 系统硬件方案设计17-18
• 2.2.3 系统软件方案设计18-20
• 2.3 检定系统平台搭建20-30
• 2.3.1 采集设备选型21-22
• 2.3.2 照明环境设计22-26
• 2.3.3 位移平台选型26-29
• 2.3.4 标准源选型29
• 2.3.5 硬件平台搭建29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 数显仪表读数识别模块研究31-50
• 3.1 图像预处理31-40
• 3.1.1 图像倾斜矫正31-35
• 3.1.2 图像滤波去噪35-36
• 3.1.3 图像的二值化36-40
• 3.2 字符分割40-42
• 3.3 基于BP网络的数显仪表识别算法42-49
• 3.3.1 数字识别算法比较42-43
• 3.3.2 BP神经网络训练过程43-46
• 3.3.3 基于BP网络的数显仪表读数识别46-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 指针式仪表读数识别模块研究50-61
• 4.1 常用指针式仪表识别算法50
• 4.2 仪表单目成像模型及误差分析50-55
• 4.2.1 仪表单目成像误差分析50-52
• 4.2.2 仪表单目成像误差修正52-55
• 4.3 图像指针读数识别55-58
• 4.4 基于查表法的指针式仪表读数识别算法58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 实验结果与误差分析61-69
• 5.1 检定系统软件平台61-64
• 5.1.1 检定系统用户界面61-62
• 5.1.2 电位移平台控制界面62
• 5.1.3 仪表检定界面62-64
• 5.2 仪表读数识别实验64-67
• 5.2.1 指针仪表检定实验64-66
• 5.2.2 数显仪表读数识别实验66-67
• 5.3 误差分析67-68
• 5.3.1 图像采集产生的误差67-68
• 5.3.2 算法处理产生的误差68
• 5.4 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 郭永彩;刘丽君;高潮;;基于图像传感器的仪表自动读数系统[J];传感器与微系统;2012年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 程庆国;指针式仪表信息采集系统研究[D];广东工业大学;2011年

2 林盘;指针式仪表视觉检测系统的研究[D];西安理工大学;2002年

3 卢艳;基于机器视觉技术的模拟指针式仪表自动检定系统[D];重庆大学;2004年

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本文编号：759637