一种适用于智能变电站巡检机器人的双针仪表读数的识别算法

提出一种适合智能变电站巡检机器人室外工作环境的对变电站双指针式仪表设备读数的识别算法。首先针对双针仪表设备图像,进行设备模板化处理,并在模板库中建立仪表的min刻度和max刻度的位置信息。对于机器人实时采集的仪表图像,先要在后台服务中调取相应采集位置设备的模板图,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法,在输入图像中匹配提取仪表表盘区域子图像。而后除去上方指针在表盘中的阴影降低指针误识别率,再对表盘子图像进行二值化、仪表指针骨干化处理,利用快速霍夫变换(Fast Hough Transform)检测两条指针直线去除噪音干扰,定位指针精确位置和指向角度,完成指针读数。此算法经过国内某500 kV智能变电站巡检机器人实地测试,各种仪表综合识别率超过95%,对仪表的读数具有高精度高鲁棒性,完全满足该智能变电站推进无人值守的仪表设备读数自动检测识别的要求。     

一种光通信数字图像传输系统的设计与实现

本文以光通信数字图像传输为目标,基于FPGA设计了一种可见光通信数字图像传输系统。首先,在光通信系统发射端利用数字图像编码技术将图片信息转换为BMP图像编码格式,然后通过UART串口通信协议将图像数据发送至FPGA调制系统进行OOK调制,经功率放大后以光通信方式进行传输。其次,在接收端将接收到的图像数据进行非相干解调,将解调后的图像数据在接收端显示或进行后续处理。在此基础上,基于FPGA对光通信的调制、解调电路及紫光LED通信电路进行了设计,并利用System Verilog语言进行了实现。最后,对光通信图像传输系统进行了实验测试,实验结果表明该系统可以在满足通信速率与误码率的条件下,实现图片信息的有效传输。     

电厂指针式仪表的自动识别

为实现电厂中指针式仪表的自动识别,开发了一个基于Hough变换的指针式仪表读数自动识别系统。系统首先由数码相机获取仪表表盘图像并传送到PC机,再对图像进行真彩色转化为256色灰度图、二值化、细化等预处理,然后利用Hough变换识别出指针的偏转角度,再根据仪表刻度与偏转角度的关系确定仪表的读数。试验结果表明,该系统操作简单、精度高     

SF6短指针仪表读数识别技术的研究

SF6充气设备仪表短指针特点为非直线连接圆心的指针.首先,利用均值迁移、图像灰度化、霍夫圆环变换图像处理技术对SF6仪表图像进行处理,并裁剪SF6仪表表盘;然后使用高斯滤波、自适应阈值和轮廓查找对仪表图像进行处理,提取出仪表指针特征信息;最后,利用坐标变换和夹角信息计算得到SF6压力仪表指针读数.实验结果表明,该方法能准确检测得到SF6仪表指针,不仅具有较高的精度,而且还具有较强的实际应用价值.     

基于FPGA的图像采集系统的设计

研究一种基于FPGA和CMOS图像传感器的图像采集处理系统的实现方案。FPGA芯片的I/O口模拟SCCB串线总线写CMOS传感器中的寄存器,来设置CMOS图像传感器的工作方式,然后FPGA根据同步信号采集有效原始图像数据,在FPGA内还原出传统数字RGB格式图像数据,接着以帧为单位将图像数据转存到外部存储器SDRAM中,最后通过UART串口将图像数据转发到PC,进行实时处理或显示。所设计的采集系统能够正常工作,介绍的设计方案可靠有效。     

基于模版匹配和查表法的高精度指针式仪表自动检定系统研制

基于查表法的高精度指针式仪表读数识别方法的关键在于相机与仪表表盘位置相对固定,之前研究采用机械夹具将仪表位置固定,但不同批次的仪表外壳尺寸会有差异,造成系统鲁棒性差,读数识别不准确。针对这一问题,文中采用模版匹配的方法实现相机与仪表表盘的准确对中。实验表明,所采用的方法显著提高系统鲁棒性及通用性。     

基于图像的换流站用避雷器仪表识别

针对电力系统中的换流站用避雷器仪表的特点,提出了一种基于图像的站用避雷器动作次数和泄露电流的识别方法。首先,采用基于透视变换的方法对采集到的避雷器泄漏电流仪表图像进行畸变矫正。其次,通过图像预处理进行图像增强获得相对比较清晰的表盘信息。再次,利用垂直投影法和基于运动项的改进BP神经网络完成避雷器动作次数数字式仪表的识别,采用减影法和改进的Hough(霍夫)变换完成换流站用避雷器泄漏电流指针式仪表的识别。最后,采用现场拍摄的型号为3EX5 050的西门子避雷器仪表对本文所提算法进行了验证。结果表明该算法能够快速、自动、准确的识别出避雷器仪表读数。该方法避免了人工读取效率低和精度差的问题,而且只需要很少的改动便可应用于换流站中其他仪表的智能识别。     

基于LabVIEW软件和ActiveX技术的指针式仪表监测系统

利用LabVIEW软件的NI Vision Builder图像处理功能对摄像头采集到的仪表图像进行处理,得到指示值。同时在虚拟仪器编程软件LabVIEW中调用ActiveX控件,输出得到对应的计算值,实现了对指针式仪表的自动监控,提高了整个系统的稳定性和可靠性。     

基于空间变换的指针式仪表读数识别算法研究

针对目前指针式仪表图像自动读数识别普遍存在受光照变化影响大,表盘内部阻尼液干扰引起识别精度低的问题,本研究提出了一种基于空间变换的指针式仪表读数识别算法。首先选取指针所在区域的圆心和半径,获得边缘提取的仪表内圈圆弧轮廓,以此确定图像空间变换需要的参数从而将圆弧形的表盘转换成矩形;其次通过图像拼接处理构建无指针图像,在此基础上对刻度线进行校正处理得到刻度线坐标;最后通过减影法提取指针区域中心直线坐标,判断指针与刻度线的相对位置来获取指针读数。光照实验表明,本算法对指针和刻度线识别受光照影响小,经校表实验表明,本研究提出的算法识别速度快、精度高。     

基于CDMA 1X的变电站无线图像监控系统

介绍了一种基于ARM7处理器和CDMA 1X无线数据业务的无线图像监控系统.监控终端以μCLinux操作系统为软件平台,以ARM7微处理器LPC2214为硬件平台,采用CMOS图像采集模块C328对图像进行采集和压缩,生成JPEG格式的数据.LPC2214将JPEG图像数据进行处理后发送到CDMA无线模块,通过CDMA 1X业务将图像数据发送到监控中心.监控中心通过发送控制信号对监控终端进行实时控制.该系统主要应用在无人值守的变电站监控中.     

基于1394b总线的图像采集传输系统设计

视觉导航已经成为微型飞行器的主要导航方式之一,为了给视觉导航技术的研究提供验证平台,设计了一种数字图像实时采集传输方案,以IEEE 1394b高速光总线作为传输协议,以FPGA为控制核心生成图像传感器时序控制逻辑、FIFO缓存模块以及1394b协议链路层IP核.图像数据经FIFO缓存后打包成1394b格式的数据包,经过电光转换后通过光纤发送给插有1394b采集卡的计算机,利用Visual C++对接收到的数据进行处理,实现了图像的显示和存储功能.测试结果表明,系统的平均传输速率为123.264 Mb/s,能够满足系统的实时性要求.     

一种彩色STN-LCD屏幕数据截取方法与实现

为了解决嵌入式控制系统CSTN-LCD屏幕图形打印不便的问题,利用AT89S52单片机控制CPLD截取CSTN-LCD屏幕显示数据,存放到RAM中,并通过单片机的串口或USB接口将RAM中的数据传送到PC,在PC上将所截取的数据转换成BMP格式图像文件,实现了CSTN-LCD屏幕图像在PC上的显示、存储以及灵活输出。     

视频格式转换芯片中帧频提升算法及硬件实现

帧频提升算法因算法复杂、运算量大,一直是视频格式芯片硬件实现中的难点所在,针对国内同类型芯片因搜索方法的不足,造成的在某些特殊运动下图像效果差,提出了一种基于全搜索块匹配运动估计的帧频提升算法.另外通过加权重相关系数,有效地消除了噪声,通过自适应滤波插值算法,使算法具有更广泛的适应性,并且提供一种基于流水线、串并结合和DDA (Digital Differential Analyzer,数字微分分析)算法的硬件实现结构.最后,整个设计通过了FPGA验证,并且图像效果良好.     

自适应纵向时间编码采集的FPGA实现

为了实现不同格式纵向时间码（LTC）的时间信号的提取,提出了一种基于FPGA的自适应方法.根据纵向时间码的格式以及频率,计算出时间码波形中电平0或者1的典型宽度,经过比较电路将波形转换为相对应的0、1信号.时间提取电路将转换后的编码中的时间信号提取出来,以串行通信的数据格式压缩,发送给上位机,以便准确的控制视频信号.最后通过Max＋ plusⅡ对提出的模型进行仿真,结果显示本文的方法可以准确的实现纵向时间编码的采集和解码.     

低通滤波在紫外成像降噪处理中的应用

紫外成像诊断技术是发现电气设备电晕放电故障隐患的重要手段,对提高供电可靠性和实现电气设备状态维修具有重要价值。为了获得更好的检测效果,改善所拍摄的紫外图像质量,降低噪声干扰,须对紫外图像进行图像处理。为此采用夜间型紫外成像仪获得设备电晕放电图像并把采集的RGB图像转化为灰度图像,再根据图像的噪声分析,针对椒盐噪声、斑点噪声和高斯噪声等这些噪声的特点采用频域低通滤波技术进行滤波处理,噪声模拟和现场实测的紫外图像表明滤波前后效果显著,提高了故障放电时所测得的紫外图像的质量。     

视频格式转换芯片中的Gamma校正的研究

视频图像格式转换技术是当今信息领域的研究热点之一,针对发光显示设备普遍存在的由于gamma特性(非线性)造成的图像失真进行了分析,对比几种常用的gamma校正方法,分析了模拟电路和数字电路进行gamma校正的优缺点,提出了查找表和直线拟合相结合的校正方法.在保证图像质量的情况下,节省了一定数量的硬件资源,有利于系统实现低功耗设计.该设计方法应用于视频格式转换芯片取得了良好的效果,满足了系统的要求.     

一种基于布尔核SVM的人脸识别策略

针对人脸识别问题,给出基于布尔核的SVM识别策略,该策略首先应用K-L变换对人脸图像进行特征参数的提取,然后将提取出的特征进行0-1化处理,用于构造基于布尔核的SVM。在标准人脸库ORL上的试验结果表明,基于布尔核函数的SVM在分类准确率上明显高于传统PCA算法,同时,也优于线性SVM。     

Development of numerical linear algebra algorithms in dynamic fixed‐point format: a case study of Lanczos tridiagonalization

Proper range and precision analysis play an important role in the development of fixed‐point algorithms for embedded system applications. Numerical linear algebra algorithms used to find singular value decomposition of symmetric matrices are suitable for signal and image‐processing applications. These algorithms have not been attempted much in fixed‐point arithmetic. The reason is wide dynamic range of data and vulnerability of the algorithms to round‐off errors. For any real‐time application, the range of the input matrix may change frequently. This poses difficulty for constant and variable fixed‐point formats to decide on integer wordlengths during float‐to‐fixed conversion process because these formats involve determination of integer wordlengths before the compilation of the program. Thus, these formats may not guarantee to avoid overflow for all ranges of input matrices. To circumvent this problem, a novel dynamic fixed‐point format has been proposed to compute integer wordlengths adaptively during runtime. Lanczos algorithm with partial orthogonalization, which is a tridiagonalization step in computation of singular value decomposition of symmetric matrices, has been taken up as a case study. The fixed‐point Lanczos algorithm is tested for matrices with different dimensions and condition numbers along with image covariance matrix. The accuracy of fixed‐point Lanczos algorithm in three different formats has been compared on the basis of signal‐to‐quantization‐noise‐ratio, number of accurate fractional bits, orthogonality and factorization errors. Results show that dynamic fixed‐point format either outperforms or performs on par with constant and variable formats. Determination of fractional wordlengths requires minimization of hardware cost subject to accuracy constraint. In this context, we propose an analytical framework for deriving mean‐square‐error or quantization noise power among Lanczos vectors, which can serve as an accuracy constraint for wordlength optimization. Error is found to propagate through different arithmetic operations and finally accumulate in the last Lanczos vector. It is observed that variable and dynamic fixed‐point formats produce vectors with lesser round‐off error than constant format. All the three fixed‐point formats of Lanczos algorithm have been synthesized on Virtex 7 field‐programmable gate array using Vivado high‐level synthesis design tool. A comparative study of resource usage and power consumption is carried out. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.