一種基于圖像處理的電能表的使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及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。通過本發(fā)明，能夠擴展電能表的應(yīng)用范圍，減少設(shè)備占據(jù)的空間。
【專利說明】
一種基于圖像處理的電能表的使用方法
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的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從電能表的技術(shù)分析來看，當前電力行業(yè)電能計量儀表的主要方案一般都是基于半導(dǎo)體技術(shù)而實現(xiàn)精確計量目的。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)字信號進行分析、處理和數(shù)據(jù)再加工、分揀，從而產(chǎn)生各種計量數(shù)據(jù);最后利用各種通訊接口、人機界面實現(xiàn)與各種設(shè)備進行對接。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表的設(shè)計具有一定的局限性，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進行實時檢測，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)進行進一步的整合和優(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時采樣電壓和工頻交流電的實時采樣電流，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，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)重值以進行加權(quán)平均，以獲得對應(yīng)的灰度值，所有像素點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行濾波，當圖像復(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行濾波，當圖像復(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)的基準人物輪廓識別出二值化圖像的人物目標，并基于人物目標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，接收人物目標圖像，將接收到的人物目標圖像中的人物目標與串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)各個已有人物目標圖像進行匹配以確定人物目標是否第一次出現(xiàn)，匹配失敗則確定為第一次出現(xiàn)，則將人物目標對應(yīng)的人物目標圖像作為新的已有人物目標圖像存儲到串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)并標記對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)為I，匹配成功則確定為不是第一次出現(xiàn)，則將串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)匹配到的已有人物目標圖像對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)增加I;人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備還將人物目標對應(yīng)的已有人物目標圖像的出現(xiàn)次數(shù)作為人物出現(xiàn)次數(shù)輸出；人物軌跡分析設(shè)備，與人物識別設(shè)備連接以接收人物目標圖像，用于基于預(yù)設(shè)的可疑人物動作規(guī)范對人物目標圖像中的人物目標的動作進行匹配，如果匹配成功則輸出軌跡可疑信號，如果匹配失敗則輸出軌跡正常信號;AVR32芯片，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;AVR32芯片還分別與人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備和人物軌跡分析設(shè)備連接，當人物出現(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，輸出存在嫌疑人信號，當人物出現(xiàn)次數(shù)大于預(yù)設(shè)次數(shù)閾值或接收到軌跡正常信號時，輸出不存在嫌疑人信號。
[0008]更具體地，在所述基于圖像處理的電能表中，還包括:移動通信接口，與AVR32芯片連接。
[0009]更具體地，在所述基于圖像處理的電能表中:移動通信接口用于將存在嫌疑人信號通過雙向無線通信鏈路發(fā)送到遠端的公共安全管理中心。
[0010]更具體地，在所述基于圖像處理的電能表中:移動通信接口用于將工頻交流電的有功功率和無功功率發(fā)送到遠端的抄表中心。
[0011]更具體地，在所述基于圖像處理的電能表中:串行可擦除存儲器AT24C16B還用于存儲預(yù)設(shè)次數(shù)。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于圖像處理的電能表的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標記:I電能檢測設(shè)備；2人物動作軌跡檢測設(shè)備；3人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備;4主控制器
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的基于圖像處理的電能表的實施方案進行詳細說明。
[0016]電能表按接入相線來劃分，可分為單相、三相三線、三相四線電能表。
[0017]使用電能表需要注意以下事項:在低電壓(不超過500伏)和小電流(幾十安)的情況下，電能表可直接接入電路進行測量。在高電壓或大電流的情況下，電能表不能直接接入線路，需配合電壓互感器或電流互感器使用。對于直接接入線路的電能表，要根據(jù)負載電壓和電流選擇合適規(guī)格的，使電能表的額定電壓和額定電流，等于或稍大于負載的電壓或電流。另外，負載的用電量要在電能表額定值的10%以上，否則計量不準。甚至有時根本帶不動鋁盤轉(zhuǎn)動。所以電能表不能選得太大。若選得太小也容易燒壞電能表。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)中的電能表向智能化方向發(fā)展，例如提供遠程抄表接口等，但一般來看，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表存在以下缺陷:電能表的測量精度仍有待提尚;電能表的功能單一，仍局限于對電力線路的檢測操作，沒有充分利用電能表所占用的公共空間，例如電梯間的公共空間。
[0019]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于圖像處理的電能表，在提高自身的檢測效率和檢測精度的同時，能夠?qū)﹄娞蓍g每一個人物目標動作軌跡和出現(xiàn)次數(shù)進行判斷，以確定是否發(fā)現(xiàn)可疑人物，從而有力地維護了樓宇的安全環(huán)境。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的基于圖像處理的電能表的結(jié)構(gòu)方框圖，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。
[0021]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的基于圖像處理的電能表的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。
[0022]所述電能表包括:校準電阻，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1ΜΩ，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1.5KΩ，另一端與工頻交流電的火線連接。
[0023]所述電能表包括: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。
[0024]所述電能表包括: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。
[0025]所述電能表包括: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時采樣電壓和工頻交流電的實時采樣電流，確定并輸出工頻交流電的有功功率和無功功率。
[0026]所述電能表包括: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。
[0027]所述電能表包括: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。
[0028]所述電能表包括: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，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)重值以進行加權(quán)平均，以獲得對應(yīng)的灰度值，所有像素點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。
[0029]所述電能表包括: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行濾波，當圖像復(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行濾波，當圖像復(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行濾波。
[0030]所述電能表包括: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。
[0031 ]所述電能表包括: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)的基準人物輪廓識別出二值化圖像的人物目標，并基于人物目標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)的人物目標圖像。
[0032]所述電能表包括: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，接收人物目標圖像，將接收到的人物目標圖像中的人物目標與串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)各個已有人物目標圖像進行匹配以確定人物目標是否第一次出現(xiàn)，匹配失敗則確定為第一次出現(xiàn)，則將人物目標對應(yīng)的人物目標圖像作為新的已有人物目標圖像存儲到串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)并標記對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)為I，匹配成功則確定為不是第一次出現(xiàn)，則將串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)匹配到的已有人物目標圖像對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)增加I;人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備還將人物目標對應(yīng)的已有人物目標圖像的出現(xiàn)次數(shù)作為人物出現(xiàn)次數(shù)輸出。
[0033]所述電能表包括:人物軌跡分析設(shè)備，與人物識別設(shè)備連接以接收人物目標圖像，用于基于預(yù)設(shè)的可疑人物動作規(guī)范對人物目標圖像中的人物目標的動作進行匹配，如果匹配成功則輸出軌跡可疑信號，如果匹配失敗則輸出軌跡正常信號。
[0034]所述電能表包括:AVR32芯片，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;AVR32芯片還分別與人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備和人物軌跡分析設(shè)備連接，當人物出現(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，輸出存在嫌疑人信號，當人物出現(xiàn)次數(shù)大于預(yù)設(shè)次數(shù)閾值或接收到軌跡正常信號時，輸出不存在嫌疑人信號。
[0035]可選地，在所述電能表中，還包括:移動通信接口，與AVR32芯片連接;移動通信接口用于將存在嫌疑人信號通過雙向無線通信鏈路發(fā)送到遠端的公共安全管理中心;移動通信接口用于將工頻交流電的有功功率和無功功率發(fā)送到遠端的抄表中心；串行可擦除存儲器AT24C16B還可以用于存儲預(yù)設(shè)次數(shù)。
[0036]另外，電能表行業(yè)目前主流產(chǎn)品在國際上已經(jīng)處于快速發(fā)展階段，屬于朝陽行業(yè)，全球包括發(fā)達經(jīng)濟體和發(fā)展中國家均在進行電能表的更新?lián)Q代，以適應(yīng)當前整個世界形勢的變化。一是全球性的節(jié)能減排要求，必須進行能量的精確計量，促進各用電主體根據(jù)能量的變化進行用電控制，改變用電習慣；二是適應(yīng)電力企業(yè)管理現(xiàn)代化、信息化的要求，通過智能電能表作為電網(wǎng)的一個節(jié)點，可以快速有效地了解電力用戶、變電站等計量測量點的用電實時情況，提供更加精確的服務(wù)和管理。
[0037]電能表產(chǎn)品中需求量最大的是單相居民電能表，但是由于居民用電量的逐年增加、用電負荷的增大，相關(guān)的用電設(shè)備要求使用三相供電。同時利用三相供電可以提高負荷平衡率、降低電力線損。目前發(fā)達國家居民用電大部分已經(jīng)采用三相供電。因此三相計量電能表的需求將越來越大，在電能表的需求結(jié)構(gòu)中的占比將逐步提升。
[0038]為推進智能電網(wǎng)建設(shè)，智能電能表和用電信息采集系統(tǒng)將作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，實現(xiàn)對用電用戶的“全覆蓋、全采集、全費控”，將促進用電信息采集系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)的提升。
[0039]采用本發(fā)明的基于圖像處理的電能表，針對現(xiàn)有技術(shù)中電能表檢測效率低下且功能不全的技術(shù)問題，在電能表上集成檢測平臺，通過檢測人物出現(xiàn)次數(shù)和人物動作軌跡對電能表所在電梯間的人物特征進行檢測，并當人物出現(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，輸出存在嫌疑人信號，當人物出現(xiàn)次數(shù)大于預(yù)設(shè)次數(shù)閾值或接收到軌跡正常信號時，輸出不存在嫌疑人信號，從而實現(xiàn)對可疑人物的自動化報警，同時，還完善了電能表的電能檢測功能，全面提高電能表的工作性能。
[0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于圖像處理的電能表的使用方法，該方法包括: 1)提供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； 2)使用該電能表。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電能表包括: 校準電阻，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1ΜΩ，另一端與第一電阻的一端連接，同時，另一端作為采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時采樣電壓和工頻交流電的實時采樣電流，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，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)重值以進行加權(quán)平均，以獲得對應(yīng)的灰度值，所有像素點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行濾波，當圖像復(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行濾波，當圖像復(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)的基準人物輪廓識別出二值化圖像的人物目標，并基于人物目標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，接收人物目標圖像，將接收到的人物目標圖像中的人物目標與串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)各個已有人物目標圖像進行匹配以確定人物目標是否第一次出現(xiàn)，匹配失敗則確定為第一次出現(xiàn)，則將人物目標對應(yīng)的人物目標圖像作為新的已有人物目標圖像存儲到串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)并標記對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)為I，匹配成功則確定為不是第一次出現(xiàn)，則將串行可擦除存儲器AT24C16B內(nèi)匹配到的已有人物目標圖像對應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)增加I;人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備還將人物目標對應(yīng)的已有人物目標圖像的出現(xiàn)次數(shù)作為人物出現(xiàn)次數(shù)輸出； 人物軌跡分析設(shè)備，與人物識別設(shè)備連接以接收人物目標圖像，用于基于預(yù)設(shè)的可疑人物動作規(guī)范對人物目標圖像中的人物目標的動作進行匹配，如果匹配成功則輸出軌跡可疑信號，如果匹配失敗則輸出軌跡正常信號； AVR32芯片，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;AVR32芯片還分別與人物出現(xiàn)次數(shù)檢測設(shè)備和人物軌跡分析設(shè)備連接，當人物出現(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，輸出存在嫌疑人信號，當人物出現(xiàn)次數(shù)大于預(yù)設(shè)次數(shù)閾值或接收到軌跡正常信號時，輸出不存在嫌疑人信號。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 移動通信接口，與AVR32芯片連接。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 移動通信接口用于將存在嫌疑人信號通過雙向無線通信鏈路發(fā)送到遠端的公共安全管理中心。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 移動通信接口用于將工頻交流電的有功功率和無功功率發(fā)送到遠端的抄表中心。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 串行可擦除存儲器AT24C16B還用于存儲預(yù)設(shè)次。
【文檔編號】G06K9/00GK105866528SQ201610178172
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】胡榮
【申請人】胡榮