基于圖像處理的電能表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]從電能表的技術(shù)分析來看，當(dāng)前電力行業(yè)電能計(jì)量儀表的主要方案一般都是基于半導(dǎo)體技術(shù)而實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量目的。電能表一般均采用了高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，將電網(wǎng)的電壓、電流信號進(jìn)行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后利用高速微處理器對數(shù)字信號進(jìn)行分析、處理和數(shù)據(jù)再加工、分揀，從而產(chǎn)生各種計(jì)量數(shù)據(jù);最后利用各種通訊接口、人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)與各種設(shè)備進(jìn)行對接。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表的設(shè)計(jì)具有一定的局限性，由于電能表通常被放置在公共空間，但并沒有搭載輔助功能設(shè)備對公共空間的狀況進(jìn)行監(jiān)控或?qū)崿F(xiàn)其他功能，電能表只局限于電力線路的參數(shù)測量，即使如此，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表的結(jié)構(gòu)尚具有優(yōu)化和改造的空間，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表的檢測效率不尚，檢測精度仍有待提尚。
[0004]因此，本發(fā)明提出一種基于圖像處理的電能表，利用現(xiàn)有電能表所占據(jù)的電梯間公共空間對電梯間的人物目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時檢測，以確定是否存在可疑人物并決定是否觸發(fā)報警，同時，對現(xiàn)有的電能表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的整合和優(yōu)化，提高對電力線路參數(shù)檢測的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的電能表，引入人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備和人物軌跡分析設(shè)備，當(dāng)人物出現(xiàn)次數(shù)小于等于預(yù)設(shè)次數(shù)閾值且接收到軌跡可疑信號時，發(fā)出存在嫌疑人報警信號，同時，對電能表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行去冗余化，從而全面提高電能表的工作性能，節(jié)省設(shè)備所占據(jù)的公共空間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于圖像處理的電能表，包括電能檢測設(shè)備、人物動作軌跡檢測設(shè)備、人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備和主控制器，電能檢測設(shè)備用于檢測工頻交流電的電力參數(shù)，人物動作軌跡檢測設(shè)備和人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備分別用于基于圖像處理確定電梯間人物目標(biāo)的動作軌跡和出現(xiàn)次數(shù)，主控制器分別與電能檢測設(shè)備、人物動作軌跡檢測設(shè)備和人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備連接。
[0007]更具體地，在所述基于圖像處理的電能表中，包括:校準(zhǔn)電阻，為一滑動變阻器，電阻值為2ΜΩ，一個固定端與工頻交流電的零線連接，滑動端與第二電阻的一端連接;第二電阻，電阻值為IM Ω，另一端與第一電阻的一端連接，同時，另一端作為米樣電壓的一測量端輸出；第一電阻，電阻值為1.5K Ω，另一端與工頻交流電的火線連接;第一電容，電容值為220pf，一端與第二電阻的另一端連接，另一端接地;第三電阻，電阻值為470 Ω，一端與工頻交流電的火線連接，另一端作為采樣電壓的另一測量端輸出；第二電容，電容值為220pf，一端與第三電阻的另一端連接，另一端接地;第三電容，電容值為0.018uf，一端與第二電阻的另一端連接，另一端與第三電阻的另一端連接;第四電阻，電阻值為0.6πιΩ，插入在工頻交流電的火線上，即兩端都與工頻交流電的火線連接;第五電阻，電阻值為470 Ω，一端與第四電阻的一端連接，另一端作為采樣電流的一測量端輸出；第六電阻，電阻值為470 Ω，與第四電阻的另一端連接，另一端作為采樣電流的另一測量端輸出；第四電容，電容值為220pf，一端與第五電阻的另一端連接，另一端接地;第五電容，電容值為220pf，一端與第六電阻的另一端連接，另一端接地;第六電容，電容值為0.0lSuf，一端與第五電阻的另一端連接，另一端與第六電阻的另一端連接;電容降壓電路，與工頻交流電的零線和火線連接，用于將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?V低壓直流電，以用作電能檢測設(shè)備的電源；電能檢測設(shè)備，包括電壓測量電路、電流測量電路和微處理器，電壓測量電路與采樣電壓的兩個測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時采樣電壓，電流測量電路與采樣電流的兩個測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時采樣電流，微處理器分別與電壓測量電路和電流測量電路，基于工頻交流電的實(shí)時采樣電壓和工頻交流電的實(shí)時采樣電流，確定并輸出工頻交流電的有功功率和無功功率;隔離設(shè)備，位于電能檢測設(shè)備和AVR32芯片之間，采用光電耦合電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬電路部分與數(shù)字電路部分的隔離，避免相互干擾;AC/DC電源設(shè)備，包括變壓器降壓電路、全橋整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，與工頻交流電的零線和火線連接，用于將220V的工頻交流電轉(zhuǎn)換為5V或3.3V的直流電；ZIGBEE通信接口，與AVR32芯片連接，用于接收并向附近的無線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無功功率；串行可擦除串行可擦除存儲器AT24C16B，具有I萬次擦寫循環(huán)，與AVR32芯片連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率；圖像采集設(shè)備，設(shè)置在電能表外框上，拍攝方向朝向電梯間，用于拍攝高清電梯間圖像;復(fù)雜度檢測設(shè)備，與圖像采集設(shè)備連接，用于接收高清電梯間圖像，并基于高清電梯間圖像計(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度;灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與圖像采集設(shè)備連接，用于接收高清電梯間圖像，針對高清電梯間圖像中的每一個像素點(diǎn)，提取其R、G、B三顏色通道分量，對R、G、B三顏色通道分量賦予不同的權(quán)重值以進(jìn)行加權(quán)平均，以獲得對應(yīng)的灰度值，所有像素點(diǎn)的灰度值組成灰度化圖像，其中R、G、B三顏色通道分量的權(quán)重值分別為0.3,0.59和0.11；圖像濾波設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(shè)備和灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備連接，用于基于圖像復(fù)雜度確定選擇的濾波策略，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍下限以下時，選擇高斯濾波策略對灰度化圖像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時，選擇均值濾波策略對灰度化圖像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時，選擇中值濾波策略對灰度化圖像進(jìn)行濾波;全局二值化設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(shè)備和圖像濾波設(shè)備連接，用于基于圖像復(fù)雜度確定全局二值化閾值的確定策略，在確定全局二值化閾值之后，使用全局二值化閾值將灰度化圖像進(jìn)行二值化處理，使得處理后的二值化圖像的像素值只有O或255這二種選擇，其中基于圖像復(fù)雜度確定全局二值化閾值的確定策略具體包括:當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍下限以下時，采用雙峰法確定全局二值化閾值，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時，采用最大類間方差法確定全局二值化閾值，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時，采用平均值法確定全局二值化閾值；圖像校正設(shè)備，與全局二值化設(shè)備連接以接收二值化圖像，用于對二值化圖像依次進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正處理、冗余裁剪處理和圖像歸一化處理，以獲得校正圖像;人物識別設(shè)備，分別與圖像采集設(shè)備和圖像校正設(shè)備連接以接收高清電梯間圖像和二值化圖像，用于基于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)人物輪廓識別出二值化圖像的人物目標(biāo)，并基于人物目標(biāo)在二值化圖像處的位置從高清電梯間圖像處分割出對應(yīng)的人物目標(biāo)圖像;人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備，與人物識別設(shè)備和串行可擦除存儲器AT24C16B連接，接收人物目標(biāo)圖像，將接收到的人物目標(biāo)圖像中的人物目標(biāo)與串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)各個已有人物目標(biāo)圖像進(jìn)行匹配以確定人物目