本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)智能檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖片識別的GIS 開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全封閉結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)設(shè)備在變電站廣泛使用，其安全、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的電量檢測方法不能完全檢測出全封閉結(jié)構(gòu)的投運(yùn)設(shè)備存在的安全隱患。目前我國全封閉的電力設(shè)備大量采用X射線檢測。X射線透過封閉外殼將內(nèi)部線路的影像投射到DR成像板上形成圖像，由檢測人員在現(xiàn)場對其做出判斷。由于X射線機(jī)發(fā)出的X射線會對人體造成危害，故檢修人員必須遠(yuǎn)離X射線發(fā)射源約30米外進(jìn)行操作。常規(guī)的X射線實(shí)時成像時很多時候由于擺放位置不佳，拍攝圖像往往影像重疊，缺乏智能識別能力，檢測效率低，缺少針對電力設(shè)備開發(fā)圖像識別功能。通常情況下，X射線圖譜質(zhì)量評級方法是由人工進(jìn)行評定的，當(dāng)人工評定檢測結(jié)果時，評定人員的工作量大，眼睛易受強(qiáng)光損傷，沒有利用以前的射線檢測照片，效率低且智能化程度低，而且缺陷分析受評定人員的技術(shù)素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)以及外界條件的影響，結(jié)果往往會因人而異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，解決了目前我國全封閉的電力設(shè)備大量采用X射線檢測，通常情況下， X射線圖譜質(zhì)量評級方法是由人工進(jìn)行評定的，當(dāng)人工評定檢測結(jié)果時，評定人員的工作量大，眼睛易受強(qiáng)光損傷，沒有利用以前的射線檢測照片，效率低且智能化程度低，而且缺陷分析受評定人員的技術(shù)素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)以及外界條件的影響，結(jié)果往往會因人而異的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，包括：

供電模塊、X射線源、成像板、采集卡、數(shù)據(jù)接口模塊、PC機(jī)；

所述成像板與所述采集卡通過光纖連接；

所述采集卡是指：采集卡將成像模塊獲取的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，PC機(jī)及軟件系統(tǒng)通過接口模塊讀取數(shù)字信號，得到完整的圖片數(shù)據(jù)。采集卡采用XRD 1621 N ES Series采集卡。軟件系統(tǒng)采用windowXP及以上系統(tǒng)。利用XRD 1621 N ES Series采集卡驅(qū)動程序讀取圖片數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)接口模塊將接口轉(zhuǎn)換為USB接口；

X射線源與所述供電模塊、成像板連接；

所述4個供電模塊，與所述X射線源、所述成像板、所述采集卡及數(shù)據(jù)接口模塊、所述PC機(jī)電性連接，用于為所述X射線源、所述成像板、所述采集卡及數(shù)據(jù)接口模塊、所述PC機(jī)提供電源。

從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，包括：供電模塊、X射線源、成像板、采集卡、數(shù)據(jù)接口模塊、PC機(jī)。本實(shí)施例中，通過供電模塊、X射線源、成像板、采集卡、數(shù)據(jù)接口模塊、 PC機(jī)，解決了目前我國全封閉的電力設(shè)備大量采用X射線檢測，通常情況下， X射線圖譜質(zhì)量評級方法是由人工進(jìn)行評定的，當(dāng)人工評定檢測結(jié)果時，評定人員的工作量大，眼睛易受強(qiáng)光損傷，沒有利用以前的射線檢測照片，效率低且智能化程度低，而且缺陷分析受評定人員的技術(shù)素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)以及外界條件的影響，結(jié)果往往會因人而異的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了GIS開關(guān)設(shè)備故障快速識別，減少檢測人員在X射線環(huán)境暴露時間，從而降低的對檢測人員的人身傷害，并且能夠?qū)ε臄z的圖片進(jìn)行自動分類存儲管理便于檢測人員快速查詢。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)流程框架圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的原始圖片；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的中值濾波處理圖片；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的歸一化處理圖片；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的裁剪圖片；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的邊緣檢測圖片；

圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的輪廓提取圖片；

圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的輪廓分割圖片。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，用于解決目前我國全封閉的電力設(shè)備大量采用X射線檢測，通常情況下，X射線圖譜質(zhì)量評級方法是由人工進(jìn)行評定的，當(dāng)人工評定檢測結(jié)果時，評定人員的工作量大，眼睛易受強(qiáng)光損傷，沒有利用以前的射線檢測照片，效率低且智能化程度低，而且缺陷分析受評定人員的技術(shù)素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)以及外界條件的影響，結(jié)果往往會因人而異的技術(shù)問題。

請參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，包括：供電模塊、X射線源、成像板、采集卡6、數(shù)據(jù)接口模塊、PC機(jī)；

所述成像板與所述采集卡6通過光纖連接；

所述采集模塊是指：采集卡將成像模塊獲取的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， PC機(jī)及軟件系統(tǒng)通過接口模塊讀取數(shù)字信號，得到完整的圖片數(shù)據(jù)。采集卡采用XRD 1621 N ES Series采集卡。軟件系統(tǒng)采用windowXP及以上系統(tǒng)。利用XRD 1621 N ES Series采集卡驅(qū)動程序讀取圖片數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)接口模塊將接口轉(zhuǎn)換為USB接口；

X射線源與所述供電模塊、成像板連接；

所述4個供電模塊，與所述X射線源、所述成像板、所述采集卡6、所述數(shù)據(jù)接口模塊、所述PC機(jī)電性連接，用于為所述X射線源、所述成像板、所述采集卡6、所述數(shù)據(jù)接口模塊、所述PC機(jī)提供電源。

請參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)包括：

供電模塊、X射線源、成像板、采集卡6、數(shù)據(jù)接口模塊、PC機(jī)；

其中通過所述供電模塊激發(fā)所述X射線源，射線透過待測物體在所述成像板上成像；

所述成像板與所述采集卡6通過光纖連接，所述成像板通過所述電纜線將成像信息傳輸至所述采集卡6，所述采集卡6將所述成像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述成像板將信息通過所述光纖傳輸至所述采集卡6；

所述采集卡6通過所述數(shù)據(jù)接口模塊進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換；

所述數(shù)據(jù)接口模塊將所述數(shù)字信號以USB線傳輸至所屬PC機(jī)及軟件系統(tǒng)6。

如圖1所示，基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)，包括X射線源，成像板，采集卡6，數(shù)據(jù)接口模塊，PC機(jī)，供電模塊。在GIS開關(guān)巡檢或發(fā)生故障時，對GIS開關(guān)進(jìn)行DR拍照。將X射線源擺放在待檢GIS開關(guān)一側(cè)位置，焦距1米左右，成像板放在GIS開關(guān)的另一側(cè)。接通電源，激發(fā) X射線源時，射線穿過待測物體后在成像板上成像。成像板與采集卡6通過光纖鏈接，成像信息傳輸至采集卡6，采集卡6將成像的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)據(jù)接口模塊將數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)，傳輸可以是USB接口方式。

如圖1所示，一種基于圖片識別的GIS開關(guān)設(shè)備故障識別系統(tǒng)的一個實(shí)施例包括：筆記本電腦工作站1、X射線機(jī)控制器2、X射線機(jī)3、被探測機(jī)構(gòu)4、平板探測器5、采集卡6、平板電源調(diào)理7；其中X射線機(jī)控制器2通過控制器電纜與AC220v連接，X射線機(jī)控制器2通過X射線機(jī)電纜與X射線機(jī)連接，平板探測器5通過平板光纜線與采集卡6連接，采集卡6通過數(shù)據(jù)線與筆記本電腦工作站1連接，采集卡6通過采集卡電源線與AC220v連接，平板探測器5通過探測器電源線與平板電源調(diào)理7連接，平板電源調(diào)理7通過調(diào)理器電源線與AC220v連接。

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于圖片識別的GIS開關(guān)設(shè)備故障識別系統(tǒng)，包括：X射線源、成像模塊、采集卡6、數(shù)據(jù)接口模塊、PC機(jī)和電源模塊。X射線源發(fā)出X光射線，穿過待檢測物體后照射到成像模塊上進(jìn)行成像。成像模塊獲得的信號經(jīng)過采集卡6采集獲得原始圖片，再經(jīng)過數(shù)據(jù)接口模塊傳輸至PC機(jī)。PC機(jī)及其軟件系統(tǒng)1將原始圖片處理之后進(jìn)行圖片特征提取，建立特征矢量，再進(jìn)行特征分析、識別并判斷結(jié)果，最后將圖片及特征存儲至數(shù)據(jù)庫。PC機(jī)還能夠?qū)D片進(jìn)行顯示、分析、識別并存儲。

PC機(jī)流程框架如圖2所示，包括原始圖片輸入，圖片處理，圖片特征提取，特征矢量建立，特征矢量分析、識別，圖片及特征存儲。

請參閱圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的一個實(shí)施例包括：

處理單元301，用于對采集卡獲取的原始圖片進(jìn)行圖片處理；

處理單元301是指：對采集卡獲取的原始圖片進(jìn)行圖片處理，處理過程包括中值濾波、歸一化處理、圖片裁剪、邊緣檢測、輪廓提取、圖像分割等。

提取單元302，用于對圖片處理后的原始圖片進(jìn)行圖片特征提取；

GIS開關(guān)設(shè)備特定的部位，特定的角度都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征，經(jīng)過處理的圖片參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征，提取單元302運(yùn)用相應(yīng)算法提取圖片的特征，其特征包括狹窄位置、敏感區(qū)域內(nèi)的外輪廓等。

建立單元303，用于通過所述圖片特征建立特征矢量；

建立單元303利用所述圖片特征，找到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，通過該基準(zhǔn)點(diǎn)建立特征矢量，4個、8個、16個或更多個矢量值。

分析單元304，用于對所述特征矢量進(jìn)行特征分析、識別并判斷結(jié)果；

分析單元304利用建立的特征矢量與數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的故障類型特征矢量進(jìn)行對比進(jìn)行故障圖片識別，并得到識別結(jié)果。識別過程包括：將特征矢量與標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的特征矢量集進(jìn)行匹配，通過距離計(jì)算，計(jì)算所得距離越小則相似度越高，距離最小者則識別為本次缺陷所對應(yīng)的缺陷類型。

存儲單元305，用于將所述結(jié)果存儲在數(shù)據(jù)庫中。

存儲單元305將識別的結(jié)果存儲至數(shù)據(jù)庫，圖片存儲可以按照拍攝時間、變電站名稱、攝部位以及故障類型等存儲，并將故障圖片添加至標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫。

上面是對一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的單元進(jìn)行詳細(xì)的描述，下面將對一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的附加單元進(jìn)行詳細(xì)的描述，請參閱圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別的PC機(jī)的另一個實(shí)施例包括：

處理單元401，用于對采集卡獲取的原始圖片進(jìn)行圖片處理；

原始圖片如圖5所示，圖片處理是濾去圖像拍攝及傳輸過程中可能存在的干擾，過程包括中值濾波、歸一化處理、圖片裁剪、邊緣檢測、輪廓提取、圖像分割等。

所述處理單元401具體包括：

中值濾波子單元4011，用于利用濾波濾去采集卡獲取的原始圖片在拍攝及傳輸過程中混入的干擾；

中值濾波子單元4011利用濾波濾去圖像拍攝及傳輸過程中可能存在的干擾，如圖6。

歸一化處理子單元4012，用于增加濾去干擾的圖片的亮暗對比；

歸一化處理子單元4012增加圖像亮暗對比，使圖片更加清晰，便于機(jī)器識別，如圖7。

裁剪子單元4013，用于突出增加亮暗對比后的圖片的目標(biāo)區(qū)域；

裁剪子單元4013突出圖片上的目標(biāo)區(qū)域，如圖8。

邊緣檢測子單元4014，用于保留突出目標(biāo)區(qū)域的圖片的輪廓信息；

邊緣檢測子單元4014保留圖像中的輪廓信息，便于機(jī)器識別缺陷區(qū)域，如圖9。

輪廓提取子單元4015，用于提取保留了輪廓信息的圖片的完整輪廓；

不連續(xù)的輪廓對人來說很容易判斷出它的大致輪廓，但對于機(jī)器，需要輪廓提取子單元4015提供完整的輪廓，如圖10。

分割子單元4016，用于對提取了完整輪廓的圖片進(jìn)行分割。

分割子單元4016對得到完整輪廓圖像進(jìn)行分割，如圖11。

提取單元402，具體用于對于分割后的圖片參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征，運(yùn)用相應(yīng)的算法提取圖片的相應(yīng)特征；

GIS開關(guān)設(shè)備特定的部位，特定的角度都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征，經(jīng)過處理的圖片參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征，提取單元402運(yùn)用相應(yīng)算法提取圖片的特征，其特征包括狹窄位置、敏感區(qū)域內(nèi)的外輪廓等。

建立單元403，具體用于通過所述圖片的相應(yīng)特征，找到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，并通過所述標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)建立特征矢量；

建立單元403圖片特征，找到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，通過該基準(zhǔn)點(diǎn)建立特征矢量，4個、8個、16個或更多個矢量值。

分析單元404，具體用于通過將所述特征矢量與標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫中預(yù)置的特征矢量進(jìn)行匹配，并通過距離計(jì)算，距離最小者則識別為本次缺陷對應(yīng)的缺陷類型；

分析單元404利用建立的特征矢量與數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的故障類型特征矢量進(jìn)行對比進(jìn)行故障圖片識別，并得到識別結(jié)果。識別過程包括：將特征矢量與標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的特征矢量集進(jìn)行匹配，通過距離計(jì)算，計(jì)算所得距離越小則相似度越高，距離最小者則識別為本次缺陷所對應(yīng)的缺陷類型。

存儲單元405，具體用于將所述缺陷類型對應(yīng)的缺陷特征矢量和缺陷圖片按照拍攝時間、變電站名稱、攝部位以及所述缺陷類型存儲在數(shù)據(jù)庫中，并將所述缺陷圖片添加至標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫。

存儲單元405將識別的結(jié)果存儲至數(shù)據(jù)庫，圖片存儲可以按照拍攝時間、變電站名稱、攝部位以及故障類型等存儲，并將故障圖片添加至標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫。

以上對本實(shí)用新型所提供的一種基于圖片識別的GIS開關(guān)故障自動識別系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。