[發明專利]一種基于邊緣計算的遠程讀表系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202110985568.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113792616A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 趙銘;劉子瑋;林圳杰;林強;謝磊;肖文婧;寧靜儀;王李明
• 申請（專利權）人: 南方電網深圳數字電網研究院有限公司;南京大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06F9/50;G06T3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種基于邊緣計算的遠程讀表系統及其工作方法，包括步驟如下：遠程讀表一體機從服務器平臺獲取模板圖片，通過攝像頭獲取表盤原圖片，并根據表盤原圖片和模板圖片計算得到表盤讀數結果；將表盤原圖片和得到的表盤讀數結果發送給服務器平臺，服務器平臺將讀數結果數據保存在數據庫中；遠程讀表客戶端獲取服務器平臺中的表盤原圖片和相應的表盤讀數結果，并進行顯示。本發明采用傳統計算機視覺技術，無需對表盤本身進行改造，只需要加裝一個攝像頭，就能配合邊緣端處理器實現實時的遠程讀表。

技術領域

本發明屬于計算機視覺和智慧工廠技術領域，具體涉及一種基于邊緣計算的遠程讀表系統及其工作方法。

背景技術

在當今物聯網高速發展的時代，隨著邊緣節點計算能力的不斷提高，越來越多的邊緣設備出現，這些邊緣設備支持進行基本的計算，有的甚至可以使用輕量級的深度神經網絡進行推理。借助這些邊緣節點的計算資源，就可以將數據本地處理，達到更快的響應以及避免不必要的數據傳輸，并且使數據隱私得以保障。

作為一種常見的數據顯示儀器，表盤常常用于在一些數據的記錄，尤其是在工廠等生產場景下。當前的工廠體系中，對于表盤讀數的獲取，通常可以分為以下三種方法：人工讀取表盤、基于智能表盤的方法和基于計算機視覺的方法。

使用人工讀取表盤的方法，簡單直接，但對于一些地理位置較偏僻的工廠，或是安放在工作人員不方便去查看的位置的表盤，進行人工檢查的成本太高。例如在變電站中有許多用于檢測用電安全和設備安全情況的表盤，如電流表、電壓表和壓力表。變電站的數量多、分布廣，且當前我國超過90％的變電站屬于無人值守變電站，巡視人員需要定期地從電網的中心站到分布在各地的無人值守站進行巡檢，這會花費大量的人力物力。

基于智能表盤的方法，通常要對表盤增加通信模塊和接口，在表盤內部直接獲取到讀數信息，再將讀數通過通信接口發送給服務器端。這對于一些不具備處理和通信能力的傳統指針式表盤來說是不現實的。

基于計算機視覺的方法主要分為兩類：基于傳統計算機視覺的方法和基于深度神經網絡的方法。對于計算能力有限的邊緣設備處理器來說，要利用本地獲取的大量數據進行神經網絡的訓練和推理會比較困難，并且難以達到讀數的實時性。

因此，基于上述考慮，有必要提出一種基于邊緣計算的遠程讀表系統，利用攝像頭獲取表盤信息，在不對表盤本身進行改造的同時，利用邊緣設備上有限的計算資源，通過傳統計算機視覺的方法來對指針式表盤進行實時、準確的讀數監控。

發明內容

針對于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于邊緣計算的遠程讀表系統及其工作方法，以解決現有技術中不能利用邊緣處理器對傳統指針式表盤進行實時讀數監控的問題。本發明采用傳統計算機視覺技術，無需對表盤本身進行改造，只需要加裝一個攝像頭，就能配合邊緣端處理器實現實時的遠程讀表。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的一種基于邊緣計算的遠程讀表系統，包括：遠程讀表一體機、服務器平臺和遠程讀表客戶端；其中，

遠程讀表一體機，用于實時獲取圖片信息，以提取表盤并計算表盤讀數結果，將結果數據發送至服務器平臺；

服務器平臺，用于實時獲取遠程讀表一體機發送的表盤讀數結果數據，并將其存儲于數據庫中，且數據庫中存儲有表盤的模板圖片；

遠程讀表客戶端，用于實時從服務器平臺的數據庫中獲得表盤讀數結果，及對歷史讀表數據進行查詢；所述遠程讀表客戶端還發送表盤的模板圖片給服務器平臺。

進一步地，所述遠程讀表一體機包括：攝像頭、處理器及通信接口；

攝像頭，用于采集表盤圖片信息；

處理器，用于根據攝像頭采集的圖片及服務器平臺中存儲的表盤模板圖片來獲取表盤并計算表盤讀數結果；