[發(fā)明專利]一種基于人工智能的電流檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711229918.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107807270B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡彬;孫宗耀;褚曉廣;劉振;邵長彬;崔國棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01J5/48;G01J5/20
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于人工智能的電流檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，所述電流檢測(cè)裝置包括：紅外圖像采集模塊、主控單元、樣本圖像存儲(chǔ)模塊；所述紅外圖像采集模塊包括高清紅外圖像傳感器、視頻解碼器；所述主控單元包括第一DSP芯片、第二DSP芯片；所述樣本圖像存儲(chǔ)模塊包括USB接口芯片、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，所述大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備建有經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得的被測(cè)電流回路導(dǎo)體承載不同電流時(shí)的紅外樣本圖像數(shù)據(jù)庫；所述高清紅外圖像傳感器用于采集被測(cè)電流回路導(dǎo)體的紅外視頻溫度場(chǎng)圖像，并傳送至視頻解碼器；所述視頻解碼器將紅外視頻溫度場(chǎng)圖像解碼后送至所述主控單元的第一DSP芯片；所述第一DSP芯片對(duì)解碼后的紅外溫度場(chǎng)圖像進(jìn)行處理得到采用圖像，采樣圖像送至所述主控單元的第二DSP芯片；所述第二DSP芯片負(fù)責(zé)圖像識(shí)別，通過采集、分析被測(cè)電流回路的斷路器工作位置信號(hào)、冷卻裝置啟動(dòng)信號(hào)，并通過所述USB接口芯片搜索、讀取所述大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的樣本圖像，與所述第一DSP芯片處理得到的采樣圖像進(jìn)行比對(duì)、計(jì)算，最終得到被測(cè)電流回路的電流值；其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，通過實(shí)驗(yàn)分別獲取冷卻裝置未啟動(dòng)和啟動(dòng)工況下，被測(cè)電流回路導(dǎo)體承載不同電流時(shí)的紅外溫度場(chǎng)圖像，其方法是：

1)在冷卻裝置未啟動(dòng)情況下，給所述導(dǎo)體通入某一電流；

2)從所述導(dǎo)體通電起直至達(dá)到穩(wěn)定溫升，每隔一定時(shí)間間隔攝取一幅所述導(dǎo)體的紅外溫度場(chǎng)圖像，并進(jìn)行圖像處理，即進(jìn)行噪聲濾波、確定特征點(diǎn)、提取特征點(diǎn)的像素，將處理過的圖像作為樣本圖像；這一小組中的每幅樣本圖像均代表一個(gè)電流值；

3)重復(fù)步驟1)-2)，直至采集到滿足測(cè)量精度的足夠數(shù)量的樣本圖像；

4)在冷卻裝置啟動(dòng)情況下，給所述導(dǎo)體通入某一電流；

5)從所述導(dǎo)體通電起直至達(dá)到穩(wěn)定溫升，每隔一定時(shí)間間隔攝取一幅所述導(dǎo)體的紅外溫度場(chǎng)圖像，并進(jìn)行圖像處理，即進(jìn)行噪聲濾波、確定特征點(diǎn)、提取特征點(diǎn)的像素，將處理過的圖像作為樣本圖像；這一小組中的每幅樣本圖像均代表一個(gè)電流值；

6)重復(fù)步驟4)-5)，直至采集到滿足測(cè)量精度的足夠數(shù)量的樣本圖像；

步驟2，建立樣本圖像數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)在所述大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中：首先將步驟1獲得的所有樣本圖像分為兩類：冷卻裝置未啟動(dòng)類和啟動(dòng)類；然后根據(jù)量程，按電流等級(jí)范圍將每類樣本圖像分為若干組，每組圖像再按電流大小分為若干小組，其中電流值居中的那個(gè)小組稱為中間值小組，每個(gè)小組中有若干樣本圖像，其每幅樣本圖像均代表一個(gè)電流值；取每組中間值小組中穩(wěn)定溫升時(shí)的樣本圖像作為該組的代表樣本圖像；

步驟3，采集被測(cè)電流回路的斷路器工作位置信號(hào)、冷卻裝置啟動(dòng)信號(hào)；

步驟4，分析被測(cè)電流回路的斷路器工作位置信號(hào)，如果斷路器處于分閘位置，則判定電流為0，返回步驟3；否則轉(zhuǎn)至步驟5；

步驟5，分析冷卻裝置啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)冷卻裝置是否工作，確定數(shù)據(jù)庫中樣本圖像的相應(yīng)類別，為圖像比對(duì)做好準(zhǔn)備；

步驟6，采集被測(cè)電流回路導(dǎo)體的紅外溫度場(chǎng)圖像；

步驟7，對(duì)采集的紅外溫度場(chǎng)圖像進(jìn)行處理，得到本次的采樣圖像，其過程是：1)噪聲濾波；2)尋找特征點(diǎn)；3)提取特征點(diǎn)的像素；

步驟8，圖像比對(duì)：采用基于特征點(diǎn)和像素相似性的圖像比對(duì)算法，找到本次的采樣圖像與數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)類別的樣本圖像特征點(diǎn)像素之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)圖像比對(duì)，得到電流值；

其過程是：根據(jù)步驟5確定的樣本圖像類別，從該類別的樣本圖像數(shù)據(jù)庫中搜索與采樣圖像匹配的樣本圖像：首先進(jìn)行粗配：將經(jīng)步驟7處理過的采樣圖像與數(shù)據(jù)庫中各組代表樣本圖像進(jìn)行比對(duì)，找到最佳組；其次細(xì)配：在最佳組中搜尋最佳小組，然后在最佳小組中搜尋匹配圖像，如果完全匹配，則此時(shí)的電流值即為該樣本圖像代表的電流值；如果不完全匹配，則采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，最終算出電流值。