配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统及方法与流程

本发明涉及图像识别，具体地指一种配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统及方法。

背景技术：

1、电网厂站接线图是一种反映单一电气设备或者整个电力系统功能及关系的电网图形。随着电网规模逐渐扩大，新型电力系统的运行特性和控制模式变得高度复杂，调度对象往往呈几何级快速增长，这就导致了包括电网厂站图、配网线路图、潮流图在内的数字化电网图形的制作工作量和难度显著增加。目前数字化电网图形的绘制仍以手工为主，流程繁琐，效率低下又极易出错，而且需要后期校核，费时费力。

2、近年来国内外开展了一些电网调度控制系统图形自动生成方法的研究，但是主要集中于配电网。配电网包含的信息类别单一，接线方式较为简单，只需较简单的人工智能算法即可实现功能。配网线路图包含大量的设备图元和文本，接线情况复杂，母线及连接线之间存在较多的交叉和拐点，简单的配电网自动成图方法难以应用于这种复杂的情况。随着智能电网技术的飞速发展，国内外已有一些电网厂站接线图、配网线路图、潮流图的成图要素及特征自动识别方法的研究，主要思路是通过图像处理算法和人工智能算法自动识别成图要素及特征，然后将结构化和对象化的信息自动转化成标准的电网调度控制系统图形文件。然而由于电网调度控制系统的复杂性和特殊性，成图要素及特征自动识别的方法在应用中仍面临一些挑战，比如设备图元、文本识别的准确率和实时性有待提升，需要继续设计并优化人工智能算法，深入研究如何提高配网线路图的生成效率。已有的一个研究方向是将外系统的图形直接导入电网调度系统，但由于不同系统配置不同，还需要不同程度的调整，生成效率提升不大。另一个研究方向是配网线路图自动生成方法，已有研究只关注了设备图元布局及图元、文本之间的接线关系，而忽视了文本标注、图元和文本颜色配置的自动生成以及图元、文本的对应匹配，导致需要进行二次调整，识别和生成效率并不高。

3、基于以上分析，亟需一种配网线路成图要素及特征自动识别匹配的方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要提供一种配网线路成图要素及特征自动识别的系统及方法，本发明提高了配网线路成图要素及特征的识别匹配效率。

2、为实现此目的，本发明所设计的配网线路成图要素及特征自动识别系统，其特征在于：它包括图元和文本检测模块、内容识别模块、图元和文本匹配模块；

3、图元和文本检测模块使用结合了se-net通道注意力机制和重叠滑窗机制的yolov7算法从配网线路图中识别图元的类别、文本和图元信息，以及预测框信息；

4、内容识别模块针对文本区域，利用预测框信息构建图像数据集，根据图像数据集通过卷积循环神经网络算法和迁移学习进行配网线路图文本内容识别；

5、图元和文本匹配模块根据识别出的配网线路图文本内容和预测框信息，通过以生成式vokens为基础的minigpt-5算法进行设备图元和文本的协同生成及关联匹配。

6、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，在配网线路图自动生成过程中，不仅关注设备图元布局及图元、文本两种成图要素之间的接线关系，而且更加关注图元、文本的自动协同和关联匹配。现有的技术主要通过图元和文本之间的距离及特定的阈值设定确定匹配关系，与此相比，本发明中以生成式vokens为基础的minigpt-5算法扩大了文本和图像之间的协同作用及匹配度，经过模型训练直接输出图元文本一一匹配的特征图像，而且模型在不同电网调度系统中都是适用的，不需要二次调整，节省了人力物力，真正提高了配网线路图自动生成的效率和准确率，最终实现了配网线路成图要素及特征的自动识别，推动了电网调度控制系统的自动化、智能化发展。

7、本发明的技术效果主要体现在：通过使用人工智能算法，减少了人为干预，提高了图元和文本的匹配准确率和成图准确性；自动匹配配网线路图图元和文本能有效提高布线过程的效率，降低布线的人力成本和培训成本，节省大量的人力物力；自动匹配过程不会受人为因素影响，确保了不同布线成图任务中的一致性和配网线路图的标准性，提高了整体成图质量；图元、文本特征自动识别和自动匹配为成图的自动化规划及优化提供了依据。本发明的方法为配网线路成图要素及特征自动识别提供了很好的借鉴。

技术特征：

1.一种配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，其特征在于：它包括图元和文本检测模块、内容识别模块、图元和文本匹配模块；

2.根据权利要求1所述的配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，其特征在于：图元和文本检测模块从配网线路图中识别图元的类别、文本和图元信息，以及预测框信息的具体方法为：

3.根据权利要求2所述的配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，其特征在于：内容识别模块进行配网线路图文本内容识别的具体方法为：

4.根据权利要求3所述的配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，其特征在于：所述图元和文本匹配模块进行设备图元和文本的协同生成及关联匹配的具体方法为：

5.根据权利要求4所述的配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，其特征在于：使用潜在的扩散模型生成图元、文本相匹配的图像的具体方法为：

6.一种配网线路成图要素及特征自动识别匹配方法，其特征在于，它包括如下步骤：

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求6所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了配网线路成图要素及特征自动识别匹配系统，它的图元和文本检测模块使用结合SE‑Net通道注意力机制和重叠滑窗机制的YOLOv7算法从配网线路图中识别图元的类别、文本和图元信息，以及预测框信息；内容识别模块针对文本区域，利用预测框信息构建图像数据集，根据图像数据集通过卷积循环神经网络算法和迁移学习进行配网线路图文本内容识别；图元和文本匹配模块根据识别出的配网线路图文本内容和预测框信息，通过以生成式Vokens为基础的MiniGPT‑5算法进行设备图元和文本的协同生成及关联匹配。本发明提高了配网线路成图要素及特征的识别匹配效率。

技术研发人员：徐磊,曲文星,高鹏飞,赵江东,张亚谱,李渊,布和,郭帅,牧仁,赵虹,李军,李智玲,戴建华,邢晓野,关开,潘功银,汪有成,杨波
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1