一种智能头盔系统及压板状态识别方法与流程

2021-01-07 16:01:52|

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本发明涉及智能识别技术领域，具体涉及一种具有压板状态识别功能的智能头盔系统。

背景技术：

随着电力设备精细化管理要求不断提升，人工巡检站内设备的任务重、工序繁琐等情况，目前现有的智能巡检头盔系统，具备视频交互、语音识别、gps定位、巡检作业管理、可见光/红外热成像巡检等功能，对于设备状态的判断依靠巡检人员来进行的，巡检人员在执行巡检任务时，巡检设备状态均通过人工确认，会增加巡检人员工作量及出现设备的状态信息无法及时记录等问题，需要一种更为方便的智能识别终端辅助工作。

在对变电设备屏柜压板状态信息确认时，由于压板数量多，巡检人员人工确认容易出错。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种带有压板识别功能的智能头盔系统，巡检人员在巡检过程中用智能头盔对屏柜的压板部位进行拍照，并将照片实时传送到智能头盔系统的服务器，通过人工智能算法识别出压板状态信息，避免了人工识别工作量大、易出错的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种智能头盔系统，包括：

智能头盔，包括摄像模块和通信模块，所述摄像模块用于在接收到摄像控制指令时实时获取屏柜标识及屏柜上的压板阵列图像，所述通信模块，用于将获取的屏柜标识和压板阵列图像发送给服务器；以及

服务器，包括通信单元和压板识别单元，所述通信单元用于接收所述智能头盔发送的屏柜标识和压板阵列图像，所述压板识别单元用于对所述压板阵列图像进行图像识别，根据图像识别结果确定所述屏柜标识对应的压板阵列图像中各压板的状态信息。

进一步地，所述智能头盔还包括语音输入模块，所述语音输入模块用于获取摄像控制指令以使所述摄像模块根据所述摄像控制指令获取屏柜标识及压板阵列图像。

进一步地，所述服务器还包括存储单元，所述存储单元用于根据所述屏柜标识存储接收的压板阵列图像及对应的压板状态信息，以便将压板识别结果与上一次识别结果进行比对，方便巡检人员及后台专家了解压板的状态变化。

进一步地，所述服务器还包括web通信单元，所述web通信单元用于将所述存储单元存储的屏柜标识及压板阵列图像发送给压板识别单元，并将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述存储单元。

进一步地，所述服务器还包括显示单元，所述web通信单元还用于将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述显示单元进行显示。

具体地，所述压板识别单元包括：

web通信模块，用于接收屏柜标识及压板阵列图像；

模型文件模块，用于存储压板阵列模型，所述压板阵列模型中包含标准特征参数阵列及所述标准特征参数阵列中所含压板的数量、各压板对应的序号及各压板对应的横纵坐标；

识别模块，用于将所述压板阵列图像转换成实际特征参数阵列，并通过将所述实际特征参数阵列与所述标准特征参数阵列进行比对，确定识别结果，所述识别结果包括压板的数量、各压板的序号、各压板的横纵坐标及各压板对应的状态信息，所述状态信息包括开关状态及对应的置信度；以及

配置文件模块，用于根据所述各压板对应的状态信息，确定各压板对应的状态标签，并生成含有所述状态标签的显示图片；

所述web通信模块，还用于将所述显示图片发送给所述显示模块进行显示。

具体地，所述显示图片包括压板阵列图像中各压板的图像及对应的状态标签和置信度。

具体地，所述web通信单元通过http协议进行通信。

具体地，所述通信模块和通信单元之间通过wifi通信。

本申请的第二各方面，提供了一种压板状态识别方法，其特征在于，通过上述任一项提供的智能头盔系统进行压板状态识别，具体包括：

在接收到摄像控制指令时，通过智能头盔的摄像模块实时获取屏柜标识及屏柜上的压板阵列图像，通过智能头盔的通信模块，将获取的屏柜标识和压板阵列图像发送给服务器；

通过服务器的通信单元接收所述智能头盔发送的屏柜标识和压板阵列图像，通过服务器的压板识别单元对所述压板阵列图像进行图像识别，根据图像识别结果确定所述屏柜标识对应的压板阵列图像中各压板的状态信息。

进一步地，所述智能头盔还包括语音输入模块，通过所述语音输入模块获取摄像控制指令以使所述摄像模块根据所述摄像控制指令获取屏柜标识及压板阵列图像。

进一步地，所述服务器还包括存储单元，通过所述存储单元根据所述屏柜标识存储接收的压板阵列图像及对应的压板状态信息，以便将压板识别结果与上一次识别结果进行比对，方便巡检人员及后台专家了解压板的状态变化。

进一步地，所述服务器还包括web通信单元，通过所述web通信单元将所述存储单元存储的屏柜标识及压板阵列图像发送给压板识别单元，并将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述存储单元。

进一步地，所述服务器还包括显示单元，所述web通信单元还用于将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述显示单元进行显示。

具体地，通过服务器的压板识别单元对所述压板阵列图像进行图像识别，根据图像识别结果确定所述屏柜标识对应的压板阵列图像中各压板的状态信息，具体包括：

通过压板识别单元的web通信模块接收屏柜标识及压板阵列图像；

通过所述压板识别单元的识别模块将所述压板阵列图像转换成实际特征参数阵列，并通过将所述实际特征参数阵列与所述标准特征参数阵列进行比对，确定识别结果，所述识别结果包括压板的数量、各压板的序号、各压板的横纵坐标及各压板对应的状态信息，所述状态信息包括开关状态及对应的置信度；

通过所述压板识别单元的配置文件模块根据所述各压板对应的状态信息，确定各压板对应的状态标签，并生成含有所述状态标签的显示图片；

通过所述web通信模块将所述显示图片发送给所述显示模块进行显示。

具体地，所述显示图片包括压板阵列图像中各压板的图像及对应的开关状态标识和置信度。

具体地，所述web通信单元通过http协议进行通信。

具体地，所述通信模块和通信单元之间通过wifi通信。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请提供的智能头盔系统，巡检人员在巡检过程中用智能头盔对屏柜的压板部位进行拍照，并将照片实时传送到智能头盔系统的服务器，通过人工智能算法识别出压板状态信息，避免了人工识别工作量大、易出错的问题。

附图说明

图1是本申请提供的智能头盔系统示意图；

图2为本申请提供的web通信示意图；

图3为本申请一具体实施例提供的识别方法流程图；

图4为本申请提供的显示图片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

参见图1，本发明提供了一种智能头盔系统，包括智能头盔2和服务器3，智能头盔2具有拍照功能和语音识别功能等，与服务器3通过wifi进行通信，语音控制智能头盔2扫描屏体1上的屏柜标识，识别屏柜标识后，再对屏体1的压板阵列进行拍照，通过wifi把图片信息发送给服务器3，具体地：

智能头盔2，包括摄像头(摄像模块)和wifi模块(通信模块)，摄像模块用于在接收到摄像控制指令时实时获取屏体1上的屏柜标识及屏柜上的压板阵列图像，所述通信模块，用于将获取的屏柜标识和压板阵列图像发送给服务器3；

本申请中，屏柜标识可以为二维码、条形码等能够区分各屏柜的识别码，在本实施例中屏柜标识具体为二维码。所述压板阵列是指多个压板呈行列整齐排布。

服务器3，包括wifi模块(通信单元)和压板识别服务器4(压板识别单元)，所述通信单元用于接收所述智能头盔发送的屏体信息，所述屏体信息包括屏柜标识和压板阵列图像，所述压板识别单元用于对所述压板阵列图像进行图像识别，根据图像识别结果确定所述屏柜标识对应的压板阵列图像中各压板的状态信息。

具体地，本申请中可以通过常规图像识别技术进行图像识别，从而确定各压板的状态信息。

进一步地，所述智能头盔还包括麦克风(语音输入模块)，所述语音输入模块用于获取摄像控制指令以使所述摄像模块根据所述摄像控制指令获取屏柜标识及压板阵列图像。通过语音进行控制指令输入，操作便捷，用户体验好。

进一步地，所述服务器还包括文件服务器5(存储单元)，所述存储单元用于根据所述屏柜标识存储接收的压板阵列图像及对应的识别出的压板状态信息，以便将压板识别结果与上一次识别结果进行比对，方便巡检人员及后台专家了解压板的状态变化。

进一步地，所述服务器还包括web服务器6(web通信单元)，所述web通信单元用于将所述存储单元存储的屏柜标识及压板阵列图像发送给压板识别单元，并将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述存储单元进行存储。

进一步地，所述服务器还包括页面展示单元7(显示单元)，所述web通信单元还用于将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述显示单元进行显示。通过设置显示单元，便于更直观的展示压板状态，以便工作人员及时发现有问题压板。

具体地，在使用的时候，首先需要在屏体1上张贴存储屏体号等信息的二维码，巡检人员佩戴智能头盔进行电力设备巡检，通过语音指令控制智能头盔2扫描屏体1上的二维码，识别二维码信息后，再对屏体1的压板阵列拍照，通过wifi把图片信息存储在文件服务器5中。web服务器6向压板状态识别服务器4发送post请求，压板识别服务器4收到请求后返回识别结果到web服务器6，通过web浏览器(显示单元)进行页面展示。

具体地，所述压板识别单元包括：

http应用模块(web通信模块)，用于接收屏柜标识及压板阵列图像；

识别应用(识别模块)，用于将所述压板阵列图像转换成实际特征参数阵列，并通过将所述实际特征参数阵列与所述标准特征参数阵列进行比对，确定识别结果，所述识别结果包括压板的数量、各压板的序号、各压板的横纵坐标及各压板对应的状态信息，所述状态信息包括开关状态及对应的置信度；以及

配置文件模块，用于根据所述各压板对应的状态信息，确定各压板对应的状态标签，并生成含有所述状态标签的显示图片；

所述web通信模块，还用于将所述显示图片发送给所述显示模块进行显示。

通过上述方法，在技术上将复杂的图像识别技术分为前端头盔图像采集与后端图像智能分析2个过程，降低了前端硬件性能要求，复用了后端强大的硬件性能，提高了识别效率与识别的准确性。在场景应用上，系统智能识别保证屏体上压板投退状态的正确与否，避免人工操作的失误，增强了运维工作的可靠性；同时，整个操作流程由系统程序引导操作人员进行压板投退或巡检工作，降低了运维工作的专业性要求，提高了运维效率，实现了运维的自动化与可视化。

本实施例中可以通过常规图片识别技术对图像的长宽数据转矩阵，得到特征参数矩阵。所述标准特征参数矩阵是通过大量压板阵列图像经过深度学习网络ssd和mobilenet训练得到的。通过将实际特征参数阵列与所述标准特征参数阵列进行比对，逐一确定压板阵列中各压板的开关状态及对应的置信度。

如图3所示，在一具体实施例中，压板识别单元的具体识别方法包括：

压板识别服务收到压板识别指令后，读取压板阵列图像的长宽数据转矩阵，加载压板阵列模型文件生成计算流图，矩阵和计算流图生成对象字典，包括对象数量、id列表、置信度列表、坐标列表信息；读取压板状态标签文件，加上标签数量进行格式转换，生成标签字典的id和name；然后经过置信度过滤，生成压板识别结果信息，包括压板数量、名称列表、置信度列表、坐标列表信息；生成显示标签并添加显示标签，标志后的数据，然后把数据格式转换为图像存储，并展示压板识别后图片；

具体地，如图4所示，所述显示图片包括压板阵列图像中各压板的图像及对应的状态标签和置信度。

本申请中状态标签是指显示压板开关状态的标志，如文字“开/open”或“关/close”。

具体地，如图2所示，所述web通信单元通过http协议进行通信。具体地，web服务器通过web接口发送压板识别命令到压板识别服务端，完成识别后，压板识别结果再通过web接口传送给web服务器。

具体地，所述通信模块和通信单元之间通过wifi通信。

本申请的第二各方面，提供了一种压板状态识别方法，通过上述任一项提供的智能头盔系统进行压板状态识别，具体包括：

进一步地，所述服务器还包括显示单元，所述web通信单元还用于将所述压板识别单元确定的压板状态信息发送给所述显示单元进行显示。

通过压板识别单元的web通信模块接收屏柜标识及压板阵列图像；

通过所述压板识别单元的配置文件模块根据所述各压板对应的状态信息，确定各压板对应的状态标签，并生成含有所述状态标签的显示图片；

通过所述web通信模块将所述显示图片发送给所述显示模块进行显示。

具体地，所述显示图片包括压板阵列图像中各压板的图像及对应的开关状态标识和置信度。

具体地，所述web通信单元通过http协议进行通信。

具体地，所述通信模块和通信单元之间通过wifi通信。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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