[發明專利]一種基于頁巖氣田生產站場的電子巡檢方法及系統

有效

• 申請號: 202010711885.1
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112036391B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 謝軍;胡攀峰;王艷輝;廖偉;孫仕勝;王海涌;周聰;王承宇;鄭永明;張中杰;陳中平
• 申請（專利權）人: 四川長寧天然氣開發有限責任公司;成都川油瑞飛科技有限責任公司
• 主分類號: G06V30/14
• 分類號: G06V30/14;G06V30/18;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/44;G06T7/62;G07C3/00
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

1.一種基于頁巖氣田生產站場的電子巡檢方法，其特征在于：包括依次進行的以下步驟：

步驟S1：基于頁巖氣生產站場的各個儀表、指示燈安裝對應的攝像頭；

步驟S2：對攝像頭依次調整預置位，使得攝像頭在預置位時，能夠抓拍到對應的儀表和或指示燈的原始圖像；

步驟S3：使用計算機視覺或數字圖像處理技術形成對不同的儀表、指示燈的獨特識別算法，對步驟S2中抓拍到的原始圖像進行識別；

步驟S4：將識別到的各儀表數據上傳到scada系統并和scada系統中預設的各儀表閾值進行對比，若儀表數據超出該儀表的閾值范圍，則產生報警信號并記錄超閾值范圍的數據和對應的時間，并持續識別直至該超閾值范圍儀表的儀表數據落入閾值范圍內；

所述頁巖氣生產站場的各個儀表、指示燈主要包括單指針儀表、三指針儀表、UPS指示燈和單個指示燈；

所述單指針儀表的獨特識別算法主要包括依次進行的以下步驟：

步驟R1：對抓拍到的單指針儀表的原始圖像進行圖像預處理，并且進行圖像重采樣；

步驟R2：將重采樣的圖像從RGB空間轉到HSV空間，對圖像空間的V通道數據進行循環遍歷，檢測并查找每個V值下的圖斑邊界；

步驟R3：利用邊緣檢測或圓檢測算法擬合出單指針儀表表盤的圓，并構造單指針儀表表盤的外接中心矩形，并用構造的外接中心矩形過濾步驟R2形成的圖斑邊界；

步驟R4：對過濾后的圖斑邊界進行長寬比約束、圖斑邊界包含外接中心矩形中心點約束，然后進行單指針儀表指針邊界的定位；

步驟R5：對查找出的指針邊界進行直線擬合、偏轉角度計算，確定直線的旋轉角度，結合儀表起始量程，計算儀表讀數。

2.根據權利要求1所述的一種基于頁巖氣田生產站場的電子巡檢方法，其特征在于：所述步驟R3主要包括：構造外接中心矩形，在步驟R2中進行循環遍歷V通道數據，檢測并查找每個V值下的圖斑邊界時，對查找出的圖斑邊界添加落在外接中心矩形內約束、邊界中心包含中心子矩形中點的約束，每個V值下過濾后的圖斑邊界進行排序，邊界數量最大的那個即為特定圖斑邊界；

所述步驟R4主要包括：定位查找出的圖斑邊界包含指針邊界，生成查找出的邊界的最小外接矩形，以查找出的邊界外接矩形的高寬比大于預設閾值、邊界像素數大于圖像外接中心矩形邊長、邊界所包含的面積小于圖像外接中心矩形面積的30%這三個指標進行邊界過濾，挑選出的邊界均落在外接中心矩形內，對外接中心矩形內邊界進行排序，包含像素最多的邊界即為指針邊界；

所述步驟R5中對查找出的指針邊界進行直線擬合、偏轉角度計算主要包括：以最小外接矩形的兩個對角點為分析對象，以每個點為中心，最小矩形短邊為邊長，構建新的矩形，然后統計落在這兩個矩形內邊界點的個數，個數多的為指針尾部，個數少的為指針的頭部，擬合指針邊界直線，以最小外接矩形的兩個對角點的橫坐標為變量，求出直線上相應縱坐標，以求出的兩個縱坐標為計算對象，計算指針的偏轉角度。

3.根據權利要求1所述的一種基于頁巖氣田生產站場的電子巡檢方法，其特征在于：所述三指針儀表的獨特識別算法主要包括依次進行的以下步驟：

步驟T1：利用邊緣檢測或圓檢測算法識別出抓拍到的三指針儀表原始圖像的中的儀表表盤；

步驟T2：使用深度學習目標檢測模型對三指針儀表原始圖像進行主要包括尺度變換、高斯濾波和灰度化的預處理；

步驟T3：使用Hough直線檢測算法對步驟T2預處理后的圖像中儀表盤面的內部輪廓信息進行識別，識別出預處理后的圖像中儀表盤面內所有長度大于預設閾值m的所有線段，所述預設閾值m為三指針儀表中最短的指針長度的三分之一；

步驟T4：對步驟T3中識別出的所有線段按線段兩端點到圓心的距離進行排序，取出距離最近的n條線段，并將這n條線段中角度相差小于預設閾值度數α的線段進行合并，得到新的線段集合；

步驟T5：若步驟T4中得到的線段集合中的線段和三指針儀表的指針數量3相同，則指針識別完成，并對合并后的所有線段進行角度識別，計算出對應的指針讀數；若步驟T4中得到的線段集合中的線段數量不是3，則指針識別錯誤，重新采集該三指針儀表的原始圖像重新從步驟T1開始依次識別。