[發明專利]一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法

有效

• 申請號: 201711384561.6
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107977531B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 楊自崗;夏治侃;楊勇;冀宏領;宋文波;馮躍;白鑫;張照海;胡天宇;蘇云東;劉懿;周楊;嚴凌坤;陳霍興;陳能;楊建波
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司文山供電局;昆明迪森電氣有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 50219 重慶百潤洪知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉立春<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,包括如下步驟：

(1)通過溫濕度傳感器搜集接地電阻所在土壤不同位置的溫濕度數據，作為原始數據集X0；

(2)將采集的溫濕度數值進行降噪預處理和歸一化，作為模型基礎數據集；

(3)通過圖像采集接地電阻所在區域的地表圖像，通過OpenCV對圖像中水塘、濕地、干地進行邊緣、位置、顏色及尺寸提取，作為原始數據集X1；

(4)將同一時間采集的多個角度圖像的多個維度結果作為獨立數據組，進行降噪預處理和歸一化，作為模型基礎數據集；

(5)將經過降噪預處理和歸一化的溫濕度數值和圖像地表數據統一分別計算95％的置信區間作為檢測模型；

(6)對于待檢測的實時數據集按照步驟(1)到步驟(4)的方法進行處理，包括不同位置土壤本身的溫濕度值及表面圖像數據；

(7)將處理的新數據分別對應到檢測模型中，將計算結果進行加權求和，并將求和結果和系統異常指標進行比較，則得到一個關于當前數據故障或者正常的判斷。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,步驟(7)后還包括步驟(8)將實時采集的數據集作為歷史數據集，通過BP神經網絡算法優化檢測模型中的參數。

3.根據權利要求2所述的一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,建模過程包括基于歷史數據的模型和待檢測的實時數據模型，同時實時數據將不斷作為歷史數據集豐富到歷史數據庫中進行優化初始模型。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,步驟(1)中的溫濕度數據采集是通過在接地電阻所在土壤的區域內的多個位置部署多個傳感器，分別記錄距離中心不同坐標處的溫濕度值,所有溫濕度及對應的坐標位置作為原始數據集X0。

5.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,所述的降噪預處理和歸一化是指去除過程中噪聲影響較大或者搜集有錯誤的數據，并使得各個過程變量的均值為零，方差為1。

6.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理和數學模型的接地電阻軟測量方法，其特征在于,對水塘、濕地、干地的顏色進行識別的具體方法為：

首先，通過cvtColor方法將普通RGB模型的圖像轉換到HSV空間；

其次，將HSV模型的圖像進行直方圖均衡化，通過對圖像的非線性拉伸，實現歸一化圖像亮度的同時增強圖像的對比度，區分出圖像中的濕地、水塘、干地模塊，直方圖的映射公式如下，其中，n是圖像中像素的總和，n_j是當前灰度級的像素個數，L是圖像中的灰度級總數；

然后，分別根據濕地、干地和水塘各自對應的顏色范圍區域作為顏色閾值，對圖像中的所有元素進行閾值過濾，對于在顏色閾值范圍內的元素設為1，否則設為0，則分別獲取到了圖像中濕地、干地、水塘的HSV圖像像素的二值圖像；

最后，分別對濕地、干地、水塘的二值圖像進行形態學的開操作，用于去除圖像中的零星散點和噪聲，然后再對圖像執行閉操作，用于將相鄰的區域進行連通，最終將原始視頻的圖像幀分別轉換為具有整塊濕地、干地和水塘的二值圖像。