基于视觉识别的电能表型号检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电能表领域，尤其涉及一种基于视觉识别的电能表型号检测系统。
【背景技术】
[0002]电能表可如下进行分类:按用途:有功电能表、无功电能表、最大需量表、标准电能表、复费率分时电能表、预付费电能表(分投币式、磁卡式、电卡式)、损耗电能表，按工作原理:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)；按接入电源性质:交流表、直流表；按结构:整体式、分体式；按接入相线:单相、三相三线、三相四线电能表；按准确级:普通安装式电能表(0.2S、0.5S、0.2.0.5.1.0、2.0级)和携带式精密电能表(0.01、
0.05,0.2级);按安装接线方式:直接接入式、间接接入式。
[0003]由于电能表类型众多且分布广泛，对供电部门的监管带来困扰，供电部门对电能表进行远程抄表或定期维护时，首先要获得的关键信息是每一个位置的电能表的类型，在确定电能表类型后才能进行相应的读数采集和定制维修服务。现有技术中是通过安排人员到各个安装位置对不同类型电能表进行类型确认，这种手段过于依赖人工，耗时耗力，也存在一些电子识别手段，但现有的电子识别手段无法在恶劣天气下保证类型识别精度。
[0004]因此，需要一种新的电能表型号检测系统，在替代繁琐的人工识别操作的同时，也能够克服恶劣天气尤其是雾霾天气对电能表类型识别带来的干扰，从而高效、实时地为供电部门提供重要参考数据，方便供电部门的用电管理和设备维护。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种基于视觉识别的电能表型号检测系统，弓丨入高精度的图像采集技术、图像识别技术实现对电能表外形的准确识别，引入无线通信技术实现对电能表类型和位置的高效传输，在此基础上，根据大气衰减模型确定雾霾对图像的影响因素，对雾霾天气下采集的电能表外形图像进行去雾处理，获得清晰的电能表外形图像，从而减少恶劣天气下对电能表类型识别的不利干扰。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种基于视觉识别的电能表型号检测系统，所述检测系统包括图像采集设备、图像预处理设备、飞思卡尔頂X6处理设备和静态存储设备，所述图像采集设备用于对电能表拍摄以获得电能表外形图像，所述静态存储设备预先存储了各类基准电能表图案，所述图像预处理设备与所述图像采集设备连接，对所述电能表外形图像进行预处理以输出预处理外形图像，所述飞思卡尔頂X6处理设备与所述图像预处理设备和所述静态存储设备分别连接，基于各类基准电能表图案识别所述预处理外形图像对应的电能表类型以作为目标电能表类型输出。
[0007]更具体地，在所述基于视觉识别的电能表型号检测系统中，还包括:定位设备，与所述飞思卡尔頂X6处理设备连接，用于对所述检测系统进行实时定位，并向所述飞思卡尔IMX6处理设备输出当前位置数据；无线通信设备，与所述飞思卡尔頂X6处理设备连接，用于将所述目标电能表类型和所述当前位置数据进行打包，通过无线通信链路输出打包所获得的数据包；SD卡，与所述飞思卡尔頂X6处理设备连接，用于实时存储所述目标电能表类型和所述当前位置数据；供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；液晶显示屏，与所述飞思卡尔頂X6处理设备连接，用于实时显示所述目标电能表类型和所述当前位置数据；去雾处理设备，位于所述图像预处理设备和所述飞思卡尔頂X6处理设备之间，用于接收所述预处理外形图像，对所述预处理外形图像进行去雾处理以获得去雾外形图像，将所述去雾外形图像输入所述飞思卡尔頂X6处理设备以进行电能表类型识别以获得目标电能表类型；所述去雾处理设备包括:雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测电能表所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在O到I之间；整体大气光值获取子设备，与所述图像预处理设备连接以获得所述预处理外形图像，计算所述预处理外形图像中每一像素的灰度值，将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述图像预处理设备和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述预处理外形图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF(edge-preserving gaussian filter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和O中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将I减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述图像预处理设备、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将I减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述预处理外形图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述预处理外形图像中每一个像素的像素值包括所述预处理外形图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成去雾外形图像；所述飞思卡尔頂X6处理设备与所述去雾处理设备和所述静态存储设备分别连接，将所述去雾外形图像与所述各类基准电能表图案进行逐一匹配，输出匹配成功的基准电能表图案的类型作为目标电能表类型输出；其中，所述静态存储设备预先存储的每一种基准电能表图案为对每一种基准电能表外形进行预先拍摄所获得的图像；所述图像预处理设备还包括对比度增强处理子设备和小波滤波子设备，所述对比度增强处理子设备与所述图像采集设备连接，用于对所述电能表外形图像进行对比度增强处理，获得增强电能表外形图像，所述小波滤波子设备与所述对比度增强处理子设备连接，基于Haar小波滤波器对所述增强电能表外形图像进行小波滤波处理，以获得所述预处理外形图像。
[0008]更具体地，在所述基于视觉识别的电能表型号检测系统中，所述飞思卡尔頂X6处理设备还对所述去雾外形图像进行OCR识别，以获得所述电能表的当前读数。
[0009]更具体地，在所述基于视觉识别的电能表型号检测系统中，所述图像采集设备包括前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单兀。
[0010]更具体地，在所述基于视觉识别的电能表型号检测系统中，所述雾霾浓度检测子设备、所述整体大气光值获取子设备、所述大气散射光值获取子设备、所述介质传输率获取子设备和所述清晰化图像获取子设备集成在一块集成电路板上，并分别采用不同的FPGA芯片来实现。
[0011]更具体地，在所述基于视觉识别的电能表型号检测系统中，所述雾霾浓度检测子设备、所述整体大气光值获取子设备、所述大气散射光值获取子设备、所述介质传输率获取子设备和所述清晰化图像获取子设备所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix-7 系列。
【附图说明】
[0012]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0013]图1为根据本发明的基于视觉识别的电能表型号检测系统的一实施方式。
[0014]图2为根据本发明的基于视觉识别的电能表型号检测系统的又一实施方式。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的基于视觉识别的电能表型号检测系统的实施方案进行详细说明。
[0016]电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表，是专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表。
[0017]电能表的工作原理如下:当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时