CN103412278A - 一种电能表元器件比对系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电能表元器件比对系统及其方法，所述系统包括图像采集模块、运动控制模块、图像处理模块和工作台；所述图像处理模块与图像采集模块相连；所述运动控制模块位于工作台上移动。所述方法包括（1）将电能表置于工作台上；（2）进行扫描检测；（3）将扫描图像传送至图像识别单元；（4）提取特征值传送至数据分析处理单元；（5）进行数据处理及比对。本发明可实现电能表用元器件的自动保存、比对。本发明采用伺服电机单元和滚珠丝杠部件的传动方式，提高了定位的准确性，可保证工作台位置的准确移动。本发明采用高准确性的图像处理模式，将电能表元器件与图像库中电能表元器件进行比对。

Description

一种电能表元器件比对系统及其方法
技术领域
本发明属于电力设备特征识别领域，具体涉及一种电能表元器件比对系统及其方法。 
背景技术
随着智能电能表的推广与普及，其质量直接影响电能计量的准确可靠，关系到千家万户的利益。组成智能电能表的元器件如果发生失效，会严重影响整机的质量，导致事故频繁增加。电能表在使用前需要经过检定部门的检定合格后才能使用，不仅其计量性能要满足要求，而且其安全性和可靠性也要得到保证。电能表生产厂商在大批量供货时，会出现由于元器件供货不足引起的元器件替换问题，导致同一种型号的电能表与检定部门留样电能表所使用元器件不同，无法保证电能表的质量。为了加强电能表的质量管控，急需研制元器件比对系统对于批量供货电能表进行全自动的元器件型号识别、元器件工艺检测、安装位置判定。 
目前对于电能表元器件的比对仅限于人工操作，利用简单的拍照和专业技术人员的知识作为依据完成粗糙的肉眼识别，无法实现标准化、精细化和自动化，尤其是批量电能表元器件比对耗时耗力，且不能保证一致性，容易出现差错，无法满足电能表质量控制需求。因此，有必要提供一种电能表用元器件比对系统及其方法来克服现有技术的缺陷。 
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种电能表元器件比对系统及其方法，通过提取元器件特征，自动识别、保存电能表内置元器件型号、体积和尺寸等信息，与预先存有留样电能表采用元器件名称、型号、位置等特征值进行电能表元器件案比对。加强了电能表的质量管控，通过本发明元器件比对系统对批量供货电能表进行全自动的元器件型号识别、元器件工艺检测、安装位置判定，保证了其安全性和可靠性。 
本发明的目的是采用下述技术方案实现的： 
一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述系统包括图像采集模块、运动控制 模块、图像处理模块和工作台； 
所述图像采集模块与图像处理模块通过电缆连接，将图像传至处理模块；所述运动控制模块位于工作台上实现工作台的移动。 
优选的，所述图像采集模块包括工业级高速高分辨率CCD摄像单元、X-ray检测单元和四色同轴LED光源单元。 
优选的，所述运动控制模块包括XY轴定位单元、伺服电机单元和滚珠丝杠部件。 
优选的，所述图像处理模块包括图像识别单元和数据分析处理单元。 
进一步的，所述XY轴定位单元用于工作台的移动，通过输入工作台的XY值，使工作台移动到相应的绝对坐标位置。 
进一步的，所述伺服电机单元用于控制工作台高精度移动位置和速度。 
进一步的，所述滚珠丝杠部件与伺服电机相连，用于实现工作台的直线运动。 
本发明基于另一目的提供的一种电能表元器件比对方法，所述方法包括： 
（1）将电能表置于工作台上； 
（2）进行扫描检测； 
（3）将扫描图像传送至图像识别单元； 
（4）提取特征值传送至数据分析处理单元； 
（5）进行数据处理及比对。 
优选的，所述步骤（1）包括调整工作台移动速度，设置基准XY点，调整CCD摄像机的分辨率、LED光源亮度。 
优选的，所述步骤（2）包括CCD摄像机对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，用于检测电能表工艺及元器件的标识、引脚和安装位置。 
优选的，所述步骤（2）包括X-ray检测单元对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，用于检测电能表PCB板元器件焊点。 
优选的，所述步骤（3）包括CCD摄像单元、X-ray检测单元将扫描图像传送至图像识别单元，图像识别单元提取特征量。 
优选的，所述步骤（4）包括所述数据处理单元用于对提取元器件的特征，自动识别、保存电能表内置元器件名称、型号、位置、尺寸和焊点状态。 
优选的，所述步骤（5）包括将提取特征值与留样方案及元器件进行数据处理，比对其差异。 
与现有技术比，本发明的有益效果为： 
（1）本发明可实现电能表元器件的自动保存、比对。 
（2）本发明所提出的比对系统可提取元器件特征，自动识别、保存电能表内置元器件型号、体积、尺寸。 
（3）本发明所提出的比对系统可形成电能表元器件应用库，包括元器件名称、型号、位置贴装角度、特征和电路板尺寸等。 
（4）本发明所提出的比对系统可进行电能表元器件焊接工艺缺陷的识别。 
（5）本发明采用高分辨率CCD摄像单元，可自动实现电能表元器件特征提取，提高了工作效率及准确性。 
（6）本发明采用四色同轴LED光源单元补光，提高了拍摄时的清晰度，采用同轴光源提供了比传统光源更均匀的照明，提高了CCD摄像单元的准确性和重现性。 
（7）本发明采用伺服电机单元和滚珠丝杠部件的传动方式，提高了定位的准确性，可保证工作台位置的准确移动。 
（8）本发明采用高准确性的图像处理模式，将电能表元器件与图像库中电能表元器件进行比对。 
附图说明
图1为本发明提供的一种电能表元器件比对系统示意图。 
图2为本发明提供的一种电能表元器件比对系统原理图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。 
本发明提供的一种电能表元器件比对系统，图像采集模块包括同轴光源单元、工业级高速高分辨率CCD摄像单元、X-ray检测单元；运动控制模块包括控制单元、伺服电机单元、滚珠丝杠部件、X轴定位钮、Y轴定位钮；图像处理模块包括图像识别单元和数据分析处理单元。 
如图1所述，具体位置为： 
1—工业级高速高分辨率CCD摄像单元； 
2—四色同轴LED光源单元； 
3—工作台； 
4—伺服电机单元； 
5—滚珠丝杠部件； 
6—图像识别单元； 
7—数据分析处理单元； 
8—X-ray检测单元； 
9—X轴定位钮； 
10—Y轴定位钮。 
其中，高速高分辨率CCD摄像单元用于摄取电能表元器件的典型特征，X-ray检测单元用于检测电能表元器件工艺水平；四色同轴LED光源单元用于为CCD摄像单元拍摄时补光。 
XY轴定位单元用于工作台的移动，通过输入工作台的XY值，使工作台移动到相应的绝对坐标位置；伺服电机单元用于控制工作台高精度移动位置和速度；滚珠丝杠部件与伺服电机相连，用于实现工作台的直线运动。 
图像处理模块与高速高分辨率CCD摄像单元、X-ray检测单元相连，用于实现电能表用元器件的比对。 
数据分析处理单元用于提取元器件特征，自动识别、保存电能表内置元器件型号、体积、尺寸。 
实施例 
本发明提供的一种电能表元器件比对系统及其方法，具体流程为： 
（1）将电能表置于工作台上，调整工作台移动速度，设置基准XY点，调整CCD摄像机的分辨率、LED光源亮度。 
（2）CCD摄像机对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，完成电能表工艺及元器件的标识、引脚、安装位置检测。 
CCD摄像单元从顶部、前部、后部、左侧、右侧五个方向对PCB板进行检测；高速高分辨率CCD摄像单元用于摄取电能表元器件的典型特征；四色同轴LED光源单元用于为CCD摄像单元拍摄时补光。 
（3）X-ray检测单元对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，完成电能表PCB板元器件焊点检测；X-ray检测单元用于检测电能表元器件工艺水平。 
（4）扫描完成后，CCD摄像单元、X-ray检测单元将扫描图像传送至图像识别单元，图像识别单元提取特征量，包括电能表PCB板布线图、元器件名称、型号、位置、元器件尺寸、焊点状态等特征量得提取。 
（5）图像识别单元将提取特征值传送至数据分析处理单元，数据分析处理单元预先存有留样电能表采用元器件名称、型号、位置等特征值。 
通过将经图像处理后提取特征值的电能表元器件与留样电能表方案及元器件进行数据处理，比对其差异，完成电能表元器件比对。 
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (14)

1.一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述系统包括图像采集模块、运动控制模块、图像处理模块和工作台；所述图像采集模块与图像处理模块通过电缆连接，将图像传至处理模块；所述运动控制模块位于工作台上实现工作台的移动。 
2.如权利要求1所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述图像采集模块包括工业级高速高分辨率CCD摄像单元、X-ray检测单元和四色同轴LED光源单元。 
3.如权利要求1所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述运动控制模块包括XY轴定位单元、伺服电机单元和滚珠丝杠部件。 
4.如权利要求1所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像识别单元和数据分析处理单元。 
5.如权利要求3所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述XY轴定位单元用于工作台的移动，通过输入工作台的XY值，使工作台移动到相应的绝对坐标位置。 
6.如权利要求3所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述伺服电机单元用于控制工作台高精度移动位置和速度。 
7.如权利要求3所述的一种电能表元器件比对系统，其特征在于，所述滚珠丝杠部件与伺服电机相连，用于实现工作台的直线运动。 
8.一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述方法包括： 
（1）将电能表置于工作台上； 
（2）进行扫描检测； 
（3）将扫描图像传送至图像识别单元； 
（4）提取特征值传送至数据分析处理单元； 
（5）进行数据处理及比对。 
9.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（1）包括调整工作台移动速度，设置基准XY点，调整CCD摄像机的分辨率、LED光源亮度。
10.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（2）包括CCD摄像机对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，用于检测电能表工艺及元器件的标识、引脚和安装位置。 
11.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（2） 包括X-ray检测单元对工作台上的电能表PCB板进行扫描检测，用于检测电能表PCB板元器件焊点。 
12.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（3）包括CCD摄像单元、X-ray检测单元将扫描图像传送至图像识别单元，图像识别单元提取特征量。 
13.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（4）包括所述数据处理单元用于对提取元器件的特征，自动识别、保存电能表内置元器件名称、型号、位置、尺寸和焊点状态。 
14.如权利要求8所述的一种电能表元器件比对方法，其特征在于，所述步骤（5）包括将提取特征值与留样方案及元器件进行数据处理，比对其差异。 
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