CN115654208B - 一种基于图像识别的调节阀开度监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，包括：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和开度计算方式，计算出调节阀在响应时间的信号监控开度；基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；基于两者监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的差值大于偏差阈值时，则进行异常标签标记，基于开度调节记录数据和历史异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果，并基于状态评估结果进行针对性调整。本发明，用以在大量缩减人力成本的基础上，实现对调节阀的远程高效高精度监控。

Description

一种基于图像识别的调节阀开度监测方法及系统

技术领域

本发明涉及设备状态监测或监控技术领域，特别涉及一种基于图像识别的调节阀开度监测方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和工业化的进步，很多需要人工检测的领域逐步实现智能化运行和自行监测，例如在设备运行状态监控领域，设备的远程监测或监视技术应用比较广泛，通过对设备的运行状态识别或者监视能够实时的掌握设备的实际使用情况，避免设备运行状态异常而不被及时发现。

对于系统或设备中的管网介质传输来说，管道阀门的开度状态的控制精度会影响官网传输效果和设备的整体性能，因此需要对其进行实时性监视，如果存在开度值不符合期望状态能够通过控制系统针对性调节。现有的监视技术随着设备的老化会存在监控精度较低、实时性能差的问题。

因此，本发明提出了一种基于图像识别的调节阀开度监测方法及系统。

发明内容

本发明提供一种基于图像识别的调节阀开度监测方法及系统，用以在大量缩减人力成本的基础上，实现对调节阀的远程高效高精度监控。

本发明提供一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，包括：

S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

S2：获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；

S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

S5：当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和历史异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

S7：基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间，包括：

S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令；

S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令，包括：

获取所有调节阀的实时状态和调节阀所在系统的运行数据，基于实时状态和运行数据以及调节阀所在系统的完整系统模型搭建出实时运行模型；

基于实时运行模型获得远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间，包括：

基于合法性判断结果，判断是否存在发送时间相同的合法控制指令，若是，则获取合法控制指令对应的远程控制端的历史控制结果，否则，将对应合法控制指令的初始发送时间作为对应合法控制指令的最终发送时间；

基于历史控制结果对对应远程控制端进行控制作业评估，获得控制评估结果；

基于控制评估结果确定出发送时间相同的合法控制指令的执行顺序，基于执行顺序和预设的指令执行间隔时间，确定出对应合法控制指令的最终发送时间；

基于最终发送时间和预设响应所需时间确定出合法控制指令的响应时间；

其中，历史控制结果包含对应远程控制端曾经发出的所有调节阀控制指令的合法性判断结果。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像；并利用图像识别算法根据监控图像识别出对应调节阀在响应时间的图像监控开度，包括：

基于调节阀的应用场景，确定出监控对象；

基于对应调节阀的监控视频对对应监控对象进行视频提取，获得对应的流动过程视频；

基于流动过程视频通过截图方式获取调节阀的监控图像，每隔N帧截取一帧监控图像，其中N为大于1的正整数，将截取的图像帧上传到系统中并利用系统中已训练好的图像识别模型进行分析处理，得到每副图像中调节阀启闭状态数据；

基于图像中对应调节阀的启闭状态数据进行分析得到在响应时间的图像监控开度。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

确定出信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值；

当监控偏差值大于偏差阈值时，则接收用户输入的人工校正开度，基于人工校正开度获得调节阀在响应时间的最终开度；

并基于人工校正开度对预设开度计算方式进行反向校正，获得新的开度计算方式；

当监控偏差值不大于偏差阈值时，则基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

基于预设所需数据容量，获取对应调节阀的多个历史信号监控开度和多个历史图像监控开度；

基于多个历史信号监控开度拟合出第一离散曲线，将第一离散曲线中的历史信号监控开度当作第一平滑点，基于第一平滑点对第一离散曲线进行平滑处理，获得第一平滑曲线；

对第一平滑曲线中的相邻第一平滑点进行插值处理，获得多个第一插值点，将所有第一插值点和所有第一平滑点汇总，获得第一基准点集合；

基于第一基准点集合中包含的第一基准点对第一平滑曲线进行平滑处理，获得第一曲线；

将第一曲线和第一离散曲线进行对齐，获得第一对齐曲线；

基于多个历史图像监控开度拟合出第二离散曲线，将第二离散曲线中的历史图像监控开度当作第二平滑点，基于第二平滑点对第二离散曲线进行平滑处理，获得第二平滑曲线；

对第二平滑曲线中的相邻第二平滑点进行插值处理，获得多个第二插值点，将所有第二插值点和所有第二平滑点汇总，获得第二基准点集合；

基于第二基准点集合中包含的第二基准点对第二平滑曲线进行平滑处理，获得第二曲线；

将第二曲线和第二离散曲线进行对齐，获得第二对齐曲线；

基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

将第一曲线中包含的相邻第一基准点的中点作为第一分割点，基于第一曲线中的第一分割点将第一对齐曲线划分，获得多个第一对齐曲线段，确定出第一对齐曲线段中第一基准点在第一曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第一角度；

在第一对齐曲线段中的第一离散曲线段中确定出过对应第一基准点在对应第一离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第一角度的直线，获得对应第一对齐曲线段的第一局部基准线；

在第一对齐曲线段中确定出多个第一样本点，确定出每个第一样本点在第一曲线段中的幅值和对应切线的第一高度差以及每个第一样本点在第一离散曲线段中的幅值和对应第一局部基准线的第二高度差的第一偏差比，基于所有第一偏差比计算出第一偏差系数；

将第二曲线中包含的相邻第二基准点的中点作为第二分割点，基于第二曲线中的第二分割点将第二对齐曲线划分，获得多个第二对齐曲线段，确定出第二对齐曲线段中第二基准点在第二曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第二角度；

在第二对齐曲线段中的第二离散曲线段中确定出过对应第二基准点在对应第二离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第二角度的直线，获得对应第二对齐曲线段的第二局部基准线；

在第二对齐曲线段中确定出多个第二样本点，确定出每个第二样本点在第二曲线段中的幅值和对应切线的第三高度差以及每个第二样本点在第二离散曲线段中的幅值和对应第二局部基准线的第四高度差的第二偏差比，基于所有第二偏差比计算出第二偏差系数；

基于信号监控开度、图像监控开度和第一偏差系数以及第二偏差系数，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

优选的，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果，包括：

基于调节阀所在系统的完整系统模型和每个调节阀在预设周期内的开度调节记录数据，获得调节阀所在系统的开度记录模型；

将每个调节阀的异常标签标记记录标记于运行监控记录模型，获得历史监控记录模型；

基于历史监控记录模型评估每个调节阀的历史控制状态，获得每个调节阀的状态评估结果。

本发明提供一种基于图像识别的调节阀开度监测系统，包括：

时间确定模块，用于确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

第一确定模块，用于获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；

第二确定模块，用于基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

最终确定模块，用于基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

判断标记模块，用于当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

状态评估模块，用于基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

控制调节模块，用于基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于图像识别的调节阀开度监测方法流程图；

图2为本发明实施例中又一种基于图像识别的调节阀开度监测方法流程图；

图3为本发明实施例中一种基于图像识别的调节阀开度监测系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明提供了一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，参考图1，包括：

S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

S2：获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；

S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

S5：当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

S7：基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节。

该实施例中，合法控制指令即为被判定为合法的远程输入的调节阀控制指令(用于控制调节阀开度的指令)。

该实施例中，响应时间即为对应合法控制指令被执行后出现执行结果的时刻。

该实施例中，信号变量即为用于基于设置在调节阀上的开度传感器(用于测量调节阀开度的传感器)输出的表征对应调节阀的控制开度的信号。

该实施例中，开度计算方式即为基于对应时间的信号变量和开度计算方式计算出的调节阀开度的方式，即为预设的设置在调节阀上的开度传感器的输出信号与开度传感器测量出的开度值之间的函数关系。

该实施例中，信号监控开度即为基于对应调节阀在响应时间的信号变量和最新的开度计算方式确定出的对应调节阀在响应时间的开度。

该实施例中，开度即为调节阀控制的对应管道的可流通的横截面百分比，调节阀开度是指调节阀在调节控制的时候，阀芯(或阀板)改变流道节流面积时阀芯(或阀板)运动的位置，通常用百分比表示，也可以理解为调节阀控制的对应管道的可流通的横截面百分比，一般理解关闭状态为0％，全开为100％。

该实施例中，监控视频即为用于监控对应调节阀所在管道的可流通的横截面百分比的视频,监控图像即为通过监控视频截取获得的对应调节阀所在管道的可流通的横截面百分比的图像。

该实施例中，图像监控开度即为基于对应调节阀的监控图像识别出的对应调节阀在对应时间的开度。

该实施例中，图像识别技术是指通过训练好的图像识别模型进行图像识别的方法，图像模型的训练为图像的处理技术，通常的步骤为收集数据、数据清洗、搭建环境、训练模型、模型评估测试等几个步骤，训练好的图像模型为可以直接部署的模型，已经经过这些步骤，模型训练步骤为本领域的常规技术，在本发明技术方案中，采用的图像识别技术能够实现针对调节阀的开度进行判断即可。

该实施例中，最终开度即为基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值最终确定出的对应调节阀在响应时间的准确的开度。

该实施例中，控制开度即为对应合法控制指令想要控制对应调节阀的开度。

该实施例中，预设偏差阈值即为不需要发出警报时对应的最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的差值的最大值。

该实施例中，开度调节记录数据即为用于记录远程监控出的调节阀的最终开度的记录数据。

该实施例中，历史异常标签标记数据即为用于记录对应调节阀进行针对性调节控制的记录数据，通过历史异常标签标记数据能够方便掌握调节阀在长期使用过程中针对开度进行调节控制的情况。

该实施例中，状态评估结果即为基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录获得的包含评估调节阀状态的结果。

该实施例中，本发明中的基于图像识别的调节阀开度监测方法适用于调节阀控制的流体可被视频监控到的应用场景(调节阀控制系统)、例如：调节阀用于控制水在管道中的流动方向和流动量的应用场景。

该实施例中，监控偏差值即为信号监控开度和图像监控开度的差值绝对值。

以上技术的有益效果为：调节阀开度能够最直接的影响和体现调节阀的运行状态和使用效果，本发明通过对调节阀开度的监控掌握调节阀的运行情况和使用情况，通过结合信号传感记录和视频监控，实现了在结合基于信号传感确定出的信号监控开度和基于视频监控确定出图像监控开度的基础上，确定出调节阀在对应时刻准确的开度，并通过将确定出的开度和对应的控制开度的差值与差值阈值进行比较，基于比较结果判断是否进行异常标签标记及进一步进行针对性调节，进而实现了对调节阀的高精度远程监控，在大量缩减人力成本的基础上，实现对调节阀的远程高效高精度监控。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间，参考图2，包括：

S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令；

S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间。

该实施例中，调节阀控制指令即为远程输入的用于控制调节阀开度的指令。

该实施例中，最终发送时间即为合法控制指令的实际发送时间。

以上技术的有益效果为：基于对远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果确定出对应的最终发送时间，进而确定出对应的响应时间，进而实现对远程输入的调节阀控制指令进行合法性判断和流程中的时间确定。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令，包括：

获取所有调节阀的实时状态和调节阀所在系统的运行数据，基于实时状态和运行数据以及调节阀所在系统的完整系统模型搭建出实时运行模型；

基于实时运行模型获得远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果。

该实施例中，实时状态即为调节阀所在管道系统中的所有调节阀的最新确定出的开度。

该实施例中，运行数据即为调节阀所在管道系统中管道中流动的流体在管道系统中的流动数据(即表征流体在管道中的流动方向的数据)。

该实施例中，完整系统模型即为调节阀所在系统的完整的管道模型。

该实施例中，调节阀所在系统即为调节阀所在的管道系统。

该实施例中，实时运行模型即为用于表征调节阀所在系统中当前的调节阀状态(开度)和控制对象在调节阀所在系统中的流动情况的动态模型。

该实施例中，基于实时运行模型获得远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，即为：

通过实时运行模型判断调节阀控制指令对应的控制开度是否合法(即基于实时运行模型判断对应调节阀控制指令的内容是否合理)，若是(例如在实施运行模型中调节阀控制指令想要控制的目标调节阀所在部分管道中由于在流体当前流动方向的反方向上的调节阀设置为关闭，导致当前调节阀所在部分管道中无流体流过，所以对目标调节阀的设置开度大于0％的指令合理，进而判定对应调节阀控制指令合法)，则将对应调节阀控制指令合法作为对应的合法性判断结果；

否则，将对应调节阀控制指令不合法作为对应的合法性判断结果。

以上技术的有益效果为：基于所有调节阀的实时状态和调节阀所在系统的运行数据以及完整系统模型，搭建出了实时运行模型，进而基于实时运行模型实现对调节阀控制指令的合法性判断，实现对不合理的非法调节阀控制指令的判断和屏蔽，进而提高了对调节阀的控制效果和对调节阀控制指令的处理效率。

实施例4：

在实施例2的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间，包括：

基于合法性判断结果，判断是否存在发送时间相同的合法控制指令，若是，则获取合法控制指令对应的远程控制端的历史控制结果，否则，将对应合法控制指令的初始发送时间作为对应合法控制指令的最终发送时间；

基于历史控制结果对对应远程控制端进行控制作业评估，获得控制评估结果；

基于控制评估结果确定出发送时间相同的合法控制指令的执行顺序，基于执行顺序和预设的指令执行间隔时间，确定出对应合法控制指令的最终发送时间；

基于最终发送时间和预设响应所需时间确定出合法控制指令的响应时间，其中预设响应所需时间是12微秒；

其中，历史控制结果包含对应远程控制端曾经发出的所有调节阀控制指令的合法性判断结果。

该实施例中，历史控制结果即为对应远程控制端发出的所有调节阀控制指令的合法性判断结果。

该实施例中，远程控制端即为对调节阀发出调节阀控制指令的远程信号传输端。

该实施例中，初始发送时间即为对应合法控制指令的指令发出时间。

该实施例中，最终发送时间即为对应合法控制指令的实际发送时间。

该实施例中，控制作业评估即为计算出历史控制结果中对应远程控制端发出的被判定为合法的调节阀控制指令的个数占对应远程控制端发出的所有调节阀控制指令的总数的占比。

该实施例中，控制评估结果即为历史控制结果中对应远程控制端发出的被判定为合法的调节阀控制指令的个数占对应远程控制端发出的所有调节阀控制指令的总数的占比。

该实施例中，基于控制评估结果确定出发送时间相同的合法控制指令的执行顺序，即为：基于占比值从大到小，确定出合法控制指令的执行顺序。

该实施例中，基于执行顺序和预设的指令执行间隔时间，确定出对应合法控制指令的最终发送时间，即为：

将执行顺序中最先执行的合法控制指令的初始发送时间当作对应的最终发送时间，之后每隔预设的指令执行间隔时间、基于执行顺序、依次确定出每个合法控制指令的最终发送时间，例如，执行顺序中在第二个执行的合法控制指令的最终发送时间为最先执行的合法控制指令的最终发送时间和预设的指令执行间隔时间的和。

该实施例中，合法控制指令的响应时间即为最终发送时间和预设响应所需时间的和。

该实施例中，预设的指令执行间隔时间即为预先设定的指令执行需要间隔的时间段。

以上技术的有益效果为：基于对合法控制指令的发送时间是否相同的判断，再基于历史控制结果对对应远程控制端进行控制作业评估，确定出合法控制指令的最终执行顺序，进而实现对每个合法控制指令的响应时间的确定。

实施例5：

在实施例1的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，并利用图像识别算法根据监控图像识别出对应调节阀在响应时间的图像监控开度，包括：

基于调节阀的应用场景，确定出监控对象；

基于对应调节阀的监控视频对对应监控对象进行视频提取，获得对应的流动过程视频；

基于流动过程视频通过截图方式获取调节阀的监控图像，每隔N帧截取一帧监控图像，其中N为大于1的正整数，将截取的图像帧上传到系统中并利用系统中已训练好的图像识别模型进行比较分析处理，得到每副图像中调节阀启闭状态数据；

基于图像中对应调节阀的启闭状态数据进行分析得到在响应时间的图像监控开度。

该实施例中，应用场景即为调节阀的所在系统种类，例如：用于控制水在管道中流动的调节阀控制系统。

该实施例中，监控对象即为基于调节阀的应用场景确定出的调节阀控制流动的流体，例如：水、石油等。

该实施例中，监控视频可通过预先设置监测区域及摄像头安装，摄像头能够监测到整个调节阀及对应的管道在调节阀全开/全闭的行程范围为准，保证摄像头能够监测到整个阀从完全开启到完全关闭的全过程状态，中间不应有遮挡镜头的物体。

该实施例中，流动过程视频即为基于对应调节阀的监控视频对对应监控对象进行视频提取后活动的表征监控对象在调节阀所在部分管道中的流动过程的视频。

该实施例中，图像监控开度即为基于流动过程视频分析出调节阀所在系统中每个调节阀的开度，即为：基于监控图像确定出调节阀在监控对象的管道中流动过程中所占的管道横截面积的比例，作为对应调节阀的图像监控开度；

该实施例中，已经训练好的图像识别模型为一个可以直接部署的模型，即已经经历过深度学习训练，能够进行过液量的识别、管道或流体的横截面积的识别等等多种变量识别；

以上技术的有益效果为：采用获取调节阀的监控图像，并利用图像识别方法基于比较分析，确定每个图像帧中，调节阀是启动状态还是闭合状态，启动状态的话，可以根据管道的介质流量的横截面积所占的比例，确定阀门开度，实现基于视频监控确定出对应调节阀的开度，丰富了监控方式，使得最终确定出的调节阀的开度更加准确。

实施例6：

在实施例1的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

确定出信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值；

当监控偏差值大于偏差阈值时，则接收用户输入的人工校正开度，基于人工校正开度获得调节阀在响应时间的最终开度；

并基于人工校正开度对预设开度计算方式进行反向校正，获得新的开度计算方式；

当监控偏差值不大于偏差阈值时，则基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度。

该实施例中，人工校正开度即为用户输入的人工现场监测出的对应调节阀的开度。

该实施例中，基于人工校正开度获得调节阀在响应时间的最终开度，即为：

将人工校正开度当作对应调节阀在响应时间的最终开度。

该实施例中，并基于人工校正开度对预设开度计算方式进行反向校正，即为：

基于人工校正开度和信号监控开度之间的偏差对预设开度计算方式进行调整。

以上技术的有益效果为：将信号监控开度和图像监控开度的偏差值和偏差阈值进行比较后，再选择性结合人工现场监测的方式获得的开度，确定出准确的最终开度，实现了基于多种监控方式确定出调节阀的准确的开度。

实施例7：

在实施例6的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

基于预设所需数据容量，获取对应调节阀的多个历史信号监控开度和多个历史图像监控开度；

基于多个历史信号监控开度拟合出第一离散曲线，将第一离散曲线中的历史信号监控开度当作第一平滑点，基于第一平滑点对第一离散曲线进行平滑处理，获得第一平滑曲线；

对第一平滑曲线中的相邻第一平滑点进行插值处理，获得多个第一插值点，将所有第一插值点和所有第一平滑点汇总，获得第一基准点集合；

基于第一基准点集合中包含的第一基准点对第一平滑曲线进行平滑处理，获得第一曲线；

将第一曲线和第一离散曲线进行对齐，获得第一对齐曲线；

基于多个历史图像监控开度拟合出第二离散曲线，将第二离散曲线中的历史图像监控开度当作第二平滑点，基于第二平滑点对第二离散曲线进行平滑处理，获得第二平滑曲线；

对第二平滑曲线中的相邻第二平滑点进行插值处理，获得多个第二插值点，将所有第二插值点和所有第二平滑点汇总，获得第二基准点集合；

基于第二基准点集合中包含的第二基准点对第二平滑曲线进行平滑处理，获得第二曲线；

将第二曲线和第二离散曲线进行对齐，获得第二对齐曲线；

基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

该实施例中，预设所需数据容量即为预先设置的拟合出第一离散曲线和第二离散曲线时所需的历史信号监控开度和历史图像监控开度的数据量。

该实施例中，历史信号监控开度即为曾经确定出的对应调节阀的信号监控开度。

该实施例中，历史图像监控开度即为曾经确定出的对应调节阀的图像监控开度。

该实施例中，第一离散曲线即为基于多个历史信号监控开度拟合出的离散曲线

该实施例中，第一平滑点即为第一离散曲线中的历史信号监控开度对应的数据点。

该实施例中，第一平滑曲线即为基于第一平滑点对第一离散曲线进行平滑处理后获得的平滑曲线。

该实施例中，第一插值点即为对第一平滑曲线中的相邻第一平滑点进行插值处理后获得的数据点。

该实施例中，第一基准点集合即为将所有第一插值点和所有第一平滑点汇总后获得的集合。

该实施例中，第一基准点即为第一基准点集合中包含的数据点。

该实施例中，第一曲线即为基于第一基准点集合中包含的第一基准点对第一平滑曲线进行平滑处理后获得的曲线。

该实施例中，第一对齐曲线即为将第一曲线和第一离散曲线进行对齐后获得的对齐曲线。

该实施例中，第二离散曲线即为基于多个历史图像监控开度拟合出的离散曲线。

该实施例中，第二平滑点即为第二离散曲线中的历史图像监控开度对应的数据点。

该实施例中，第二平滑曲线即为基于第二平滑点对第二离散曲线进行平滑处理后获得的平滑曲线。

该实施例中，第二插值点即为对第二平滑曲线中的相邻第二平滑点进行插值处理后确定出的数据点。

该实施例中，第二基准点集合即为将所有第二插值点和所有第二平滑点汇总后获得的集合。

该实施例中，第二基准点即为第二基准点集合中包含的数据点。

该实施例中，第二曲线即为基于第二基准点集合中包含的第二基准点对第二平滑曲线进行平滑处理后获得的曲线。

该实施例中，第二对齐曲线即为将第二曲线和第二离散曲线进行对齐后获得的曲线。

该实施例中，基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度，即为：

基于第一对齐曲线确定出信号监控开度的第一偏差系数，基于第二对齐曲线确定出图像监控开度的第二偏差系数；

基于信号监控开度、图像监控开度和第一偏差系数以及第二偏差系数，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

以上技术的有益效果为：通过将对应调节阀的信号监控开度和图像监控开度进行离散拟合、平滑处理、插值处理、平滑处理，实现对对应调节阀的历史信号监控开度数据和历史图像监控开度数据的多次处理，进而使得确定出的信号监控开度的第一偏差系数和图像监控开度的第二偏差系数更加准确，进而使得最终确定出的最终开度也更加准确。

实施例8：

在实施例7的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

将第一曲线中包含的相邻第一基准点的中点作为第一分割点，基于第一曲线中的第一分割点将第一对齐曲线划分，获得多个第一对齐曲线段，确定出第一对齐曲线段中第一基准点在第一曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第一角度；

在第一对齐曲线段中的第一离散曲线段中确定出过对应第一基准点在对应第一离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第一角度的直线，获得对应第一对齐曲线段的第一局部基准线；

在第一对齐曲线段中确定出多个第一样本点，确定出每个第一样本点在第一曲线段中的幅值和对应切线的第一高度差以及每个第一样本点在第一离散曲线段中的幅值和对应第一局部基准线的第二高度差的第一偏差比，基于所有第一偏差比计算出第一偏差系数；

将第二曲线中包含的相邻第二基准点的中点作为第二分割点，基于第二曲线中的第二分割点将第二对齐曲线划分，获得多个第二对齐曲线段，确定出第二对齐曲线段中第二基准点在第二曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第二角度；

在第二对齐曲线段中的第二离散曲线段中确定出过对应第二基准点在对应第二离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第二角度的直线，获得对应第二对齐曲线段的第二局部基准线；

在第二对齐曲线段中确定出多个第二样本点，确定出每个第二样本点在第二曲线段中的幅值和对应切线的第三高度差以及每个第二样本点在第二离散曲线段中的幅值和对应第二局部基准线的第四高度差的第二偏差比，基于所有第二偏差比计算出第二偏差系数；

基于信号监控开度、图像监控开度和第一偏差系数以及第二偏差系数，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

该实施例中，第一分割点即为第一曲线中包含的相邻第一基准点的中点。

该实施例中，第一对齐曲线段即为基于第一曲线中的第一分割点将第一对齐曲线划分后获得的对齐的曲线段。

该实施例中，第一角度即为第一对齐曲线段中第一基准点在第一曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的角度。

该实施例中，第一曲线段即为第一对齐曲线段中包含的第一曲线的部分曲线段。

该实施例中，预设横坐标轴即为用于表示第一对齐曲线和第二对齐曲线的预设坐标系的横坐标轴。

该实施例中，第一离散曲线段即为第一对齐曲线段中包含的第一离散曲线的部分曲线段。

该实施例中，对应第一基准点在对应第一离散曲线段中对应点即为：第一离散曲线段中与对应第一基准点横坐标相等的点。

该实施例中，第一局部基准线即为在第一对齐曲线段中的第一离散曲线段中确定出的过对应第一基准点在对应第一离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第一角度的直线。

该实施例中，在第一对齐曲线段中确定出多个第一样本点，即为：

基于预设间隔(即为预设的确定第一样本点时的横坐标间隔)在第一对齐曲线段中确定出多个第一样本点。

该实施例中，第一样本点即为在第一对齐曲线段中确定出的数据点。

该实施例中，第一高度差即为第一样本点在第一曲线段中的纵坐标值与对应切线中与第一样本点横坐标相等的点在对应切线中的纵坐标值的差值。

该实施例中，第二高度差即为第一样本点在第一离散曲线段中的纵坐标值与对应第一局部基准线中与第一样本点的横坐标相等的点在对应第一局部基准线中的纵坐标值的差值。

该实施例中，第一偏差比即为第一高度差和第二高度差的差值与第一高度差的比值。

该实施例中，第一偏差系数即为所有第一偏差比的平均值。

该实施例中，第二分割点即为第二曲线中包含的相邻第二基准点的中点。

该实施例中，第二对齐曲线段即为基于第二曲线中的第二分割点将第二对齐曲线划分后活动的对齐曲线段。

该实施例中，第二角度即为第二对齐曲线段中第二基准点在第二曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的角度。

该实施例中，第二局部基准线即为在第二对齐曲线段中的第二离散曲线段中确定出的过对应第二基准点在对应第二离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第二角度的直线。

该实施例中，在第二对齐曲线段中确定出多个第二样本点，即为：

基于预设间隔(即为预设的确定第二样本点时的横坐标间隔)在第二对齐曲线段中确定出多个第二样本点。

该实施例中，第三高度差即为第二样本点在第二曲线段中的纵坐标值与对应切线中与第二样本点的横坐标值相等的点在切线中的纵坐标值的差值。

该实施例中，第四高度差即为第二样本点在第二离散曲线段中的纵坐标值与对应第二局部基准线中与第二样本点的横坐标值相等的点在对应第二局部基准线中的纵坐标值的差值。

该实施例中，第二偏差比即为第三高度差和第四高度差的差值与第三高度差的比值。

该实施例中，第二偏差系数即为所有第二偏差比的平均值。

该实施例中，基于信号监控开度、图像监控开度和第一偏差系数以及第二偏差系数，确定出调节阀在响应时间的最终开度，即为：

将1和第一偏差系数的差值与信号监控开度的乘积作为信号监控校正开度，将1和第二偏差系数的差值与图像监控开度的乘积作为视频监控校正开度，将信号监控校正开度和视频监控校正开度的平均值作为调节阀在响应时间的最终开度。

以上技术的有益效果为：通过对第一对齐曲线和第二对齐曲线分贝进行划分、局部基准线确定，并样本点在平滑后的曲线中的幅值和切线的幅值的差值以及样本点在离散曲线中的幅值和局部基准线中的幅值的差值，确定出第一对齐曲线和第二对齐曲线中平滑后的曲线与离散曲线之间的偏差比，进而实现基于历史数据分别分析出信号监控开度和图像监控开度的偏差系数，结合确定出偏差系数实现了对对应调节阀的开度的准确确定。

实施例9：

在实施例1的基础上，所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果，包括：

基于调节阀所在系统的完整系统模型和每个调节阀在预设周期内的开度调节记录数据，获得调节阀所在系统的开度记录模型；

将每个调节阀的异常标签标记记录标记于运行监控记录模型，获得历史监控记录模型；

基于历史监控记录模型评估每个调节阀的历史控制状态，获得每个调节阀的状态评估结果。

该实施例中，预设周期即为获取调节阀的开度调节记录数据的周期。

该实施例中，开度记录模型即为基于调节阀所在系统的完整系统模型和每个调节阀在预设周期内的开度调节记录数据获得的保证调节阀所在系统中所有调节阀在预设周期内的开度调节记录数据的模型。

该实施例中，历史监控记录模型即为将每个调节阀的异常标签标记记录标记于运行监控记录模型后获得的模型。

该实施例中，基于历史监控记录模型评估每个调节阀的历史控制状态，获得每个调节阀的状态评估结果，即为：

基于历史监控记录模型中的开度调节记录数据确定出最终开度和对应合法控制指令的控制开度的偏差系数；

基于历史监控记录模型中的开度调节记录数据确定出对应调节阀未发出警报的次数和对应调节阀执行合法控制指令的总数的比值；

将1和偏差系数的差值与该比值的和作为对应调节阀的状态评估结果。

以上技术的有益效果为：通过对基于调节阀的开度调节记录数据和历史异常标签标记数据搭建出的历史监控记录模型进行控制状态的分析，实现对调节阀的被控制状态的评估，有利于后续对调节阀的控制系统进行维修。

实施例10：

本发明提供了一种基于图像识别的调节阀开度监测系统，参考图3:，包括：

时间确定模块，用于确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

第一确定模块，用于获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；

第二确定模块，用于基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

最终确定模块，用于基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

判断标记模块，用于当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

状态评估模块，用于基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

控制调节模块，用于基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节。

以上技术的有益效果为：结合信号传感记录和视频监控，实现了在结合基于信号传感确定出的信号监控开度和基于视频监控确定出图像监控开度的基础上，确定出调节阀在对应时刻准确的开度，并通过将确定出的开度和对应的控制开度的差值与差值阈值进行比较，基于比较结果判断是否进行异常标签标记以及针对性调整阀门开度，进而实现了对调节阀的高精度远程监控，在大量缩减人力成本的基础上，实现对调节阀的远程高效高精度监控。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，包括：

S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

S2：获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；开度计算方式即为基于对应时间的信号变量和开度计算方式计算出的调节阀开度的方式，即为预设的设置在调节阀上的开度传感器的输出信号与开度传感器测量出的开度值之间的函数关系；

S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

S5：当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和历史异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

S7：基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节；

S4：基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

确定出信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值；

当监控偏差值大于偏差阈值时，则接收用户输入的人工校正开度，基于人工校正开度获得调节阀在响应时间的最终开度；

并基于人工校正开度对预设开度计算方式进行反向校正，获得新的开度计算方式；

当监控偏差值不大于偏差阈值时，则基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，S1：确定出远程输入的合法控制指令的响应时间，包括：

S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令；

S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，S101：基于远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果，确定出合法控制指令，包括：

获取所有调节阀的实时状态和调节阀所在系统的运行数据，基于实时状态和运行数据以及调节阀所在系统的完整系统模型搭建出实时运行模型；

基于实时运行模型获得远程输入的调节阀控制指令的合法性判断结果。

4.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，S102：确定出对应合法控制指令的最终发送时间，基于最终发送时间确定出合法控制指令的响应时间，包括：

基于合法性判断结果，判断是否存在发送时间相同的合法控制指令，若是，则获取合法控制指令对应的远程控制端的历史控制结果，否则，将对应合法控制指令的初始发送时间作为对应合法控制指令的最终发送时间；

基于历史控制结果对对应远程控制端进行控制作业评估，获得控制评估结果；

基于控制评估结果确定出发送时间相同的合法控制指令的执行顺序，基于执行顺序和预设的指令执行间隔时间，确定出对应合法控制指令的最终发送时间；

基于最终发送时间和预设响应所需时间确定出合法控制指令的响应时间；

其中，历史控制结果包含对应远程控制端曾经发出的所有调节阀控制指令的合法性判断结果。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，S3：基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像；并利用图像识别算法根据监控图像识别出对应调节阀在响应时间的图像监控开度，包括：

基于调节阀的应用场景，确定出监控对象；

基于对应调节阀的监控视频对对应监控对象进行视频提取，获得对应的流动过程视频；

基于流动过程视频通过截图方式获取调节阀的监控图像，每隔N帧截取一帧监控图像，其中N为大于1的正整数，将截取的图像帧上传到系统中并利用系统中已训练好的图像识别模型进行分析处理，得到每副图像中调节阀启闭状态数据；

基于图像中对应调节阀的启闭状态数据进行分析得到在响应时间的图像监控开度。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

基于预设所需数据容量，获取对应调节阀的多个历史信号监控开度和多个历史图像监控开度；

基于多个历史信号监控开度拟合出第一离散曲线，将第一离散曲线中的历史信号监控开度当作第一平滑点，基于第一平滑点对第一离散曲线进行平滑处理，获得第一平滑曲线；

对第一平滑曲线中的相邻第一平滑点进行插值处理，获得多个第一插值点，将所有第一插值点和所有第一平滑点汇总，获得第一基准点集合；

基于第一基准点集合中包含的第一基准点对第一平滑曲线进行平滑处理，获得第一曲线；

将第一曲线和第一离散曲线进行对齐，获得第一对齐曲线；

基于多个历史图像监控开度拟合出第二离散曲线，将第二离散曲线中的历史图像监控开度当作第二平滑点，基于第二平滑点对第二离散曲线进行平滑处理，获得第二平滑曲线；

对第二平滑曲线中的相邻第二平滑点进行插值处理，获得多个第二插值点，将所有第二插值点和所有第二平滑点汇总，获得第二基准点集合；

基于第二基准点集合中包含的第二基准点对第二平滑曲线进行平滑处理，获得第二曲线；

将第二曲线和第二离散曲线进行对齐，获得第二对齐曲线；

基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

7.根据权利要求6所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，基于第一对齐曲线、第二对齐曲线和信号监控开度以及图像监控开度，确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

将第一曲线中包含的相邻第一基准点的中点作为第一分割点，基于第一曲线中的第一分割点将第一对齐曲线划分，获得多个第一对齐曲线段，确定出第一对齐曲线段中第一基准点在第一曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第一角度；

在第一对齐曲线段中的第一离散曲线段中确定出过对应第一基准点在对应第一离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第一角度的直线，获得对应第一对齐曲线段的第一局部基准线；

在第一对齐曲线段中确定出多个第一样本点，确定出每个第一样本点在第一曲线段中的幅值和对应切线的第一高度差以及每个第一样本点在第一离散曲线段中的幅值和对应第一局部基准线的第二高度差的第一偏差比，基于所有第一偏差比计算出第一偏差系数；

将第二曲线中包含的相邻第二基准点的中点作为第二分割点，基于第二曲线中的第二分割点将第二对齐曲线划分，获得多个第二对齐曲线段，确定出第二对齐曲线段中第二基准点在第二曲线段中的切线和预设横坐标轴之间的第二角度；

在第二对齐曲线段中的第二离散曲线段中确定出过对应第二基准点在对应第二离散曲线段中对应点、且与预设横坐标轴之间的角度为第二角度的直线，获得对应第二对齐曲线段的第二局部基准线；

在第二对齐曲线段中确定出多个第二样本点，确定出每个第二样本点在第二曲线段中的幅值和对应切线的第三高度差以及每个第二样本点在第二离散曲线段中的幅值和对应第二局部基准线的第四高度差的第二偏差比，基于所有第二偏差比计算出第二偏差系数；

基于信号监控开度、图像监控开度和第一偏差系数以及第二偏差系数，确定出调节阀在响应时间的最终开度。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的调节阀开度监测方法，其特征在于，S6：基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果，包括：

基于调节阀所在系统的完整系统模型和每个调节阀在预设周期内的开度调节记录数据，获得调节阀所在系统的开度调节记录模型；

将每个调节阀的异常标签标记记录标记于运行监控记录模型，获得历史监控记录模型；

基于历史监控记录模型评估每个调节阀的历史控制状态，获得每个调节阀的状态评估结果。

9.一种基于图像识别的调节阀开度监测系统，其特征在于，包括：

时间确定模块，用于确定出远程输入的合法控制指令的响应时间；

第一确定模块，用于获取调节阀在响应时间的信号变量，基于信号变量和最新的开度计算方式，计算出对应调节阀在响应时间的信号监控开度；开度计算方式即为基于对应时间的信号变量和开度计算方式计算出的调节阀开度的方式，即为预设的设置在调节阀上的开度传感器的输出信号与开度传感器测量出的开度值之间的函数关系；

第二确定模块，用于基于对应调节阀的监控视频获取调节阀的监控图像，基于监控图像和图像识别技术获得对应调节阀在响应时间的图像监控开度；

最终确定模块，用于基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度；

判断标记模块，用于当最终开度和对应合法控制指令对应的控制开度的偏差值大于预设偏差阈值时，则对调节阀的当前运行状态进行异常标签标记；

状态评估模块，用于基于所有调节阀的开度调节记录数据和异常标签标记记录，获得每个调节阀的状态评估结果；

控制调节模块，用于基于所述状态评估结果，针对调节阀的开度进行针对性控制调节；

最终确定模块基于信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值确定出调节阀在响应时间的最终开度，包括：

确定出信号监控开度和图像监控开度的监控偏差值；

当监控偏差值大于偏差阈值时，则接收用户输入的人工校正开度，基于人工校正开度获得调节阀在响应时间的最终开度；

并基于人工校正开度对预设开度计算方式进行反向校正，获得新的开度计算方式；

当监控偏差值不大于偏差阈值时，则基于信号监控开度和图像监控开度确定出调节阀在响应时间的最终开度。

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