CN117333490A - 一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统，本发明涉及变压器检测技术领域，解决了在实际检测过程中，只能大致检测出目标对象是否存在问题，但不能详细告知出现了哪方面问题的情况，本发明通过用视觉识别图像的作用，将所获取的图像进行依次分析，逐步分析出对应的异常点位，并根据不同的情况执行不同的单元，产生连锁的一系列测试反应，保障了检测效率，节约了检测时间；不仅对铜漆面进行有效测试，同时根据测试参数，还可得到对应铜漆面的倾斜角度，还可对圆帽本身进行检测，分析圆帽与铜漆面之间是否存在开口情况，对变压器的检测更为全面，同时确保了检测精度，提升整个变压器的检测效果，提升了该系统的整体实用性。

Description

一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统

技术领域

本发明涉及变压器检测技术领域，具体为一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统。

背景技术

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压，体积一般较小；

专利申请公开号为CN113486710A的发明公开一种基于图像识别技术的高频变压器瑕疵检测系统，包括视觉处理模块、视觉摄像头、第一夹持机构、第二夹持机构，所述视觉处理模块分别信号连接所述视觉摄像头、所述第一夹持机构以及所述第二夹持机构，所述第一夹持机构与所述第二夹持机构分别对高频变压器进行交替换向夹持，且在换向夹持过程中由所述视觉摄像头对高频变压器外观进行拍照并将照片传输至所述视觉处理模块对比处理后向所述第一夹持机构与所述第二夹持机构动作发出相应指令。本设计通过所述视觉处理模块统筹并由所述第一夹持机构与所述第二夹持机构动作形成完整的自动化瑕疵监测系统；

变压器在进行检测过程中，一般针对于不同的检测对象，执行不同的单元，对应单元之间没有连贯性，其检测效率并不高，且，在实际检测过程中，只能大致检测出目标对象是否存在问题，但不能详细告知出现了哪方面问题，后期维护人员进行检修时，在一定程度上增加了检修难度，同时也增加了检修时长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统，解决了在实际检测过程中，只能大致检测出目标对象是否存在问题，但不能详细告知出现了哪方面问题的情况。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，包括：

视觉图像采集端，对参与检测的灌装变压器的表面图像进行获取，并将所获取的表面图像传输至检测中心内，其中表面图像包括对应灌装变压器多个面的图像；

引针分析单元，根据所获取的表面图像，预先确认对应变压器的编号，再从模型存储单元内确认对应编号的变压器模型，再依次进行比对，确认对应变压器的引针是否存在问题；

圆心分析单元，从所获取的表面图像内确认引针图像，从引针图像内确认圆帽与引针之间的圆心，再确认是否存在圆心差，再分析若干个引针图像所存在的圆心差是否存在规律，若存在规律，则执行铜漆面分析单元，若并不存在规律，则执行圆帽误差分析单元；

铜漆面分析单元，根据所确认的引针图像，分析对应的铜漆面是否存在翘起情况，若存在翘起情况，则通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，若不存在翘起情况，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示；

圆帽误差分析单元，接收引针图像，构建圆帽的边缘轮廓，并确认铜漆面的所在平面，判定圆帽是否与铜漆面存在开口情况，若存在开口情况，则通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，反之，不进行任何处理。

优选的，所述引针分析单元，进行比对的具体方式为：

从所获取的表面图像内，确认标识区，从标识区内确认对应变压器的编号，再根据编号直接从模型存储单元内确认对应的比对模型；

将对应变压器的引针与比对模型进行比对，分析确认是否存在异常，若存在异常，通过信号生成单元生成引针异常信号，若不存在异常，则将所获取的表面图像传输至圆心分析单元内。

优选的，所述圆心分析单元，确认是否存在圆心差的具体方式为：

从表面图像内，将对应引针以及圆帽的组合图像拟定为一组引针图像，根据所确定的若干组引针图像，构建对应引针以及适配圆帽的重合圆，从重合圆内，优先确认内部圆的圆心，再确认外部圆的圆心；

分析确认两组圆心是否位于同一位置处，若属于同一位置时，则不进行任何处理，若不属于同一位置时，确认对应重合圆两组圆心之间的圆心差，并将其标记为YC_i，其中i代表不同引针图像所对应的重合圆；

将若干组圆心差YC_i进行均值处理，得到核定均值JZ，再采用XZ_i=YC_i-JZ得到限定差值XZ_i，再将限定差值XZ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，当XZ_i＜Y1时，将对应的圆心差标记为规律差，当XZ_i≥Y1时，不进行任何处理；

根据所标记的规律差，确认存在规律差的引针图像是否属于变压器同一端处，若位于同一端，则执行铜漆面分析单元，若不位于同一端，则执行圆帽误差分析单元。

优选的，所述铜漆面分析单元，分析是否存在翘起情况的具体方式为：

从引针图像内，确认圆帽上端圆口的圆面，确认此圆面的中心点，将其拟定为圆帽中心点，再确定圆帽上端圆口与引针的上端贴合点，根据上端贴合点，在竖直面上确认引针的圆面，再确认此引针的中心点，将其拟定为引针中心点，再确认圆帽中心点以及引针中心点之间的竖直方向的差值，并标记为SZ_i；

再从引针图像内，提取对应重合圆两组圆心之间的圆心差YC_i，采用tanA_i=SZ_i÷YC_i，得到对应圆帽相对于水平面的倾斜角度A_i；

根据标记i，再次确认相邻引针图像所存在的倾斜角度B_i，并获取两组倾斜角度A_i以及B_i所存在的角度差值，并将角度差值与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，当角度差值＜Y2时，通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，反之，生成圆帽异常信号，供外部人员进行查看。

优选的，所述圆帽误差分析单元，进行分析的具体方式为：

根据引针图像，对圆帽的边缘轮廓进行确认，并根据圆帽的边缘轮廓，确认圆帽下端的底面圆，再根据铜漆面的所在平面构建标准面；

若底面圆位于构建标准面内，则不进行任何处理，反之，通过信号生成单元生成圆帽异常信号。

有益效果

本发明提供了一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法及系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过采用视觉识别图像的作用，将所获取的图像进行依次分析，逐步分析出对应的异常点位，并根据不同的情况执行不同的单元，产生连锁的一系列测试反应，保障了检测效率，节约了检测时间；

不仅对铜漆面进行有效测试，同时根据测试参数，还可得到对应铜漆面的倾斜角度，还可对圆帽本身进行检测，分析圆帽与铜漆面之间是否存在开口情况，对变压器的检测更为全面，同时确保了检测精度，提升整个变压器的检测效果，提升了该系统的整体实用性。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图；

图2为本发明变压器立体示意图；

图3为本发明中心点确认示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，包括视觉图像采集端、检测中心以及显示端；

其中视觉图像采集端与检测中心输入端电性连接，所述检测中心与显示端输入端电性连接；

所述检测中心包括引针分析单元、模型存储单元、圆心分析单元、铜漆面分析单元、圆帽误差分析单元以及信号生成单元，其中引针分析单元与模型存储单元之间双向连接，所述引针分析单元分别与圆心分析单元以及信号生成单元输入端电性连接，所述圆心分析单元分别与铜漆面分析单元以及圆帽误差分析单元输入端电性连接，所述铜漆面分析单元以及圆帽误差分析单元均与信号生成单元输入端电性连接；

所述视觉图像采集端，对参与检测的灌装变压器的表面图像进行获取，并将所获取的表面图像传输至检测中心内，其中表面图像包括对应灌装变压器多个面的图像；

结合图2，所述引针分析单元，根据所获取的表面图像，预先确认对应变压器的编号，再从模型存储单元内确认对应编号的变压器模型，再依次进行比对，确认对应变压器的引针是否存在问题，其中，依次进行比对的具体方式为：

从所获取的表面图像内，确认标识区，从标识区内确认对应变压器的编号，再根据编号直接从模型存储单元内确认对应的比对模型；

将对应变压器的引针与比对模型进行比对，分析确认是否存在异常，若存在异常，通过信号生成单元生成引针异常信号，并直接传输至显示端内进行展示，若不存在异常，则将所获取的表面图像传输至圆心分析单元内，具体的，在比对时，将引针的长度以及相邻引针之间的宽度进行比对，若数值不一致时，则代表存在异常，若数值一致时，则代表不存在异常。

所述圆心分析单元，从所获取的表面图像内确认引针图像，从引针图像内确认圆帽与引针之间的圆心，再确认是否存在圆心差，再分析若干个引针图像所存在的圆心差是否存在规律，若存在规律，则执行铜漆面分析单元，若并不存在规律，则执行圆帽误差分析单元，其中，确认是否存在圆心差的具体方式为：

从表面图像内，将对应引针以及圆帽的组合图像拟定为一组引针图像，根据所确定的若干组引针图像，构建对应引针以及适配圆帽的重合圆，从重合圆内，优先确认内部圆的圆心，再确认外部圆的圆心，具体的，内部圆为引针所产生的圆，外部圆为适配圆帽所产生的圆；

分析确认两组圆心是否位于同一位置处，若属于同一位置时，则不进行任何处理，若不属于同一位置时，确认对应重合圆两组圆心之间的圆心差，并将其标记为YC_i，其中i代表不同引针图像所对应的重合圆；

将若干组圆心差YC_i进行均值处理，得到核定均值JZ，再采用XZ_i=YC_i-JZ得到限定差值XZ_i，再将限定差值XZ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，当XZ_i＜Y1时，将对应的圆心差标记为规律差，当XZ_i≥Y1时，不进行任何处理；

根据所标记的规律差，确认存在规律差的引针图像是否属于变压器同一端处，若位于同一端，则代表存在规律，则执行铜漆面分析单元，若不位于同一端，则代表不存在规律，则执行圆帽误差分析单元；

具体的，若对应的规律差位于同一端时，代表铜漆面对应端可能为翘起状，因铜漆面翘起，便会导致圆帽与引针之间的圆心出现误差，若不是同一端，则代表对应的圆帽自身存在问题，故需要对此圆帽进行分析，便需要执行圆帽误差分析单元。

结合图3，所述铜漆面分析单元，根据所确认的引针图像，分析对应的铜漆面是否存在翘起情况，若存在翘起情况，则通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，若不存在翘起情况，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，其中分析是否存在翘起情况的具体方式为：

从引针图像内，确认圆帽上端圆口的圆面，确认此圆面的中心点，将其拟定为圆帽中心点，再确定圆帽上端圆口与引针的上端贴合点，根据上端贴合点，在竖直面上确认引针的圆面，再确认此引针的中心点，将其拟定为引针中心点，再确认圆帽中心点以及引针中心点之间的竖直方向的差值，并标记为SZ_i；

再从引针图像内，提取对应重合圆两组圆心之间的圆心差YC_i，具体的，此处的圆心差可以理解为两个点位之间的横向差值，其中SZ_i可以理解为两个点位之间的竖向差值，根据竖向差值以及横向差值同时结合勾股定理，便可确认对应圆帽的倾斜角度，正常情况下，引针安装于变压器内部，一般是不会倾斜的，除非引针强度有问题，造成弯曲，此种弯曲情况，通过引针分析单元便可直接分析出，故此处所分析出的便就是圆帽的倾斜角度，采用tanA_i=SZ_i÷YC_i，得到对应圆帽相对于水平面的倾斜角度A_i；

根据标记i，再次确认相邻引针图像所存在的倾斜角度B_i，并获取两组倾斜角度A_i以及B_i所存在的角度差值，并将角度差值与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，当角度差值＜Y2时，通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，反之，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，供外部人员进行查看。

所述圆帽误差分析单元，接收引针图像，构建圆帽的边缘轮廓，并确认铜漆面的所在平面，判定圆帽是否与铜漆面存在开口情况，若存在开口情况，则通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，反之，不进行任何处理，其中，进行分析的具体方式为：

根据引针图像，对圆帽的边缘轮廓进行确认，并根据圆帽的边缘轮廓，确认圆帽下端的底面圆，再根据铜漆面的所在平面构建标准面；

若底面圆位于构建标准面内，则不进行任何处理，反之，通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并通过显示端进行显示，供外部人员进行查看，及时对圆帽进行更换。

实施例二

一种基于视觉识别的灌封变压器检测方法，包括以下步骤：

步骤一、对灌装变压器的表面图像进行获取，并将所获取的表面图形与原始的模型进行比对，分析变压器内部引针是否正常，若正常，则执行下一步，若不正常，则生成引针异常信号，传输至显示端内进行展示；

步骤二、从表面图像内确认引针图像，并构建圆帽与引针之间的重合圆，同时确认圆心差，分析若干个引针图像所存在的圆心差是否存在规律，若存在规律，则对铜漆面进行检测，执行步骤三，若不存在规律，则对圆心帽进行检测，执行步骤四；

步骤三、根据引针图像，分析对应的铜漆面是否存在翘起情况，若存在翘起情况，则通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，若不存在翘起情况，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示；

步骤四、根据引针图像，构建圆帽的边缘轮廓，并确认铜漆面的所在平面，判定圆帽是否与铜漆面存在开口情况，若存在开口情况，则通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，其特征在于，包括：

视觉图像采集端，对参与检测的灌装变压器的表面图像进行获取，并将所获取的表面图像传输至检测中心内，其中表面图像包括对应灌装变压器多个面的图像；

引针分析单元，根据所获取的表面图像，预先确认对应变压器的编号，再从模型存储单元内确认对应编号的变压器模型，再依次进行比对，确认对应变压器的引针是否存在问题；

圆心分析单元，从所获取的表面图像内确认引针图像，从引针图像内确认圆帽与引针之间的圆心，再确认是否存在圆心差，再分析若干个引针图像所存在的圆心差是否存在规律，若存在规律，则执行铜漆面分析单元，若并不存在规律，则执行圆帽误差分析单元；

铜漆面分析单元，根据所确认的引针图像，分析对应的铜漆面是否存在翘起情况，若存在翘起情况，则通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，若不存在翘起情况，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示；

圆帽误差分析单元，接收引针图像，构建圆帽的边缘轮廓，并确认铜漆面的所在平面，判定圆帽是否与铜漆面存在开口情况，若存在开口情况，则通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，反之，不进行任何处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，其特征在于，所述引针分析单元，进行比对的具体方式为：

从所获取的表面图像内，确认标识区，从标识区内确认对应变压器的编号，再根据编号直接从模型存储单元内确认对应的比对模型；

将对应变压器的引针与比对模型进行比对，分析确认是否存在异常，若存在异常，通过信号生成单元生成引针异常信号，并直接传输至显示端内进行展示，若不存在异常，则将所获取的表面图像传输至圆心分析单元内。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，其特征在于，所述圆心分析单元，确认是否存在圆心差的具体方式为：

从表面图像内，将对应引针以及圆帽的组合图像拟定为一组引针图像，根据所确定的若干组引针图像，构建对应引针以及适配圆帽的重合圆，从重合圆内，优先确认内部圆的圆心，再确认外部圆的圆心；

分析确认两组圆心是否位于同一位置处，若属于同一位置时，则不进行任何处理，若不属于同一位置时，确认对应重合圆两组圆心之间的圆心差，并将其标记为YC_i，其中i代表不同引针图像所对应的重合圆；

将若干组圆心差YC_i进行均值处理，得到核定均值JZ，再采用XZ_i=YC_i-JZ得到限定差值XZ_i，再将限定差值XZ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，当XZ_i＜Y1时，将对应的圆心差标记为规律差，当XZ_i≥Y1时，不进行任何处理；

根据所标记的规律差，确认存在规律差的引针图像是否属于变压器同一端处，若位于同一端，则代表存在规律，则执行铜漆面分析单元，若不位于同一端，则代表不存在规律，则执行圆帽误差分析单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，其特征在于，所述铜漆面分析单元，分析是否存在翘起情况的具体方式为：

从引针图像内，确认圆帽上端圆口的圆面，确认此圆面的中心点，将其拟定为圆帽中心点，再确定圆帽上端圆口与引针的上端贴合点，根据上端贴合点，在竖直面上确认引针的圆面，再确认此引针的中心点，将其拟定为引针中心点，再确认圆帽中心点以及引针中心点之间的竖直方向的差值，并标记为SZ_i；

再从引针图像内，提取对应重合圆两组圆心之间的圆心差YC_i，采用tanA_i=SZ_i÷YC_i，得到对应圆帽相对于水平面的倾斜角度A_i；

根据标记i，再次确认相邻引针图像所存在的倾斜角度B_i，并获取两组倾斜角度A_i以及B_i所存在的角度差值，并将角度差值与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，当角度差值＜Y2时，通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，反之，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示，供外部人员进行查看。

5.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统，其特征在于，所述圆帽误差分析单元，进行分析的具体方式为：

根据引针图像，对圆帽的边缘轮廓进行确认，并根据圆帽的边缘轮廓，确认圆帽下端的底面圆，再根据铜漆面的所在平面构建标准面；

若底面圆位于构建标准面内，则不进行任何处理，反之，通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并通过显示端进行显示，供外部人员进行查看，及时对圆帽进行更换。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于视觉识别的灌封变压器检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对灌装变压器的表面图像进行获取，并将所获取的表面图形与原始的模型进行比对，分析变压器内部引针是否正常，若正常，则执行下一步，若不正常，则生成引针异常信号，传输至显示端内进行展示；

步骤二、从表面图像内确认引针图像，并构建圆帽与引针之间的重合圆，同时确认圆心差，分析若干个引针图像所存在的圆心差是否存在规律，若存在规律，则对铜漆面进行检测，执行步骤三，若不存在规律，则对圆心帽进行检测，执行步骤四；

步骤三、根据引针图像，分析对应的铜漆面是否存在翘起情况，若存在翘起情况，则通过信号生成单元生成铜漆面异常信号，并传输至显示端内进行展示，若不存在翘起情况，生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示；

步骤四、根据引针图像，构建圆帽的边缘轮廓，并确认铜漆面的所在平面，判定圆帽是否与铜漆面存在开口情况，若存在开口情况，则通过信号生成单元生成圆帽异常信号，并传输至显示端内进行展示。