[发明专利]基于图像识别的自动化电度表

权利要求书

1.一种基于图像识别的自动化电度表，包括EEPROM存储芯片、CMOS视觉传感器、图像检测设备和凌阳SPCE061A芯片，EEPROM存储芯片、CMOS视觉传感器和图像检测设备联合操作，用于提供电度表的外框特征，凌阳SPCE061A芯片分别与EEPROM存储芯片、CMOS视觉传感器和图像检测设备连接，用于确定电度表的外框是否破损。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的自动化电度表，其特征在于，所述电度表包括：

CMOS视觉传感器，设置在电度表的上方，面向电度表的外框进行拍摄，以获得高清外框图像；

复杂度检测设备，与CMOS视觉传感器连接，用于接收高清外框图像图像，并基于高清外框图像图像计算并输出图像复杂度；

灰度转化设备，与CMOS视觉传感器连接，用于接收高清外框图像图像，针对高清外框图像图像中的每一个像素点，提取其R、G、B三颜色通道分量，对R、G、B三颜色通道分量赋予不同的权重值以进行加权平均，以获得对应的灰度值，所有像素点的灰度值组成灰度化图像，其中R、G、B三颜色通道分量的权重值分别为0.3、0.59和0.11；

电流互感器及取样电路，与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接，用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电流信号分别进行取样；

电压取样电路，与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接，用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电压信号分别进行取样；

电流信号调理电路，与电流互感器及取样电路连接，用于对取样电流进行信号调理；

电压信号调理电路，与电压取样电路连接，用于对取样电压进行信号调理；

AD73360芯片，分别与电流信号调理电路和电压信号调理电路连接，对调理后的取样电流和调理后的取样电压分别执行16位A/D转换，获得 数字电流信号和数字电压信号，还通过串行外设接口SPI与控制器进行数据通信；

EEPROM存储芯片，通过串行外设接口SPI与控制器进行双向数据交换；

系统供电电源模块，与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接，用于执行交流电到直流电的转换，为各个电子器件提供直流电力供应；

GPRS通信接口，与控制器连接，用于接收并输出交流线路的有功功率和无功功率；

显示接口，与控制器连接，用于接收并显示交流线路的有功功率和无功功率；

电力线载波通讯设备，与控制器连接，包括载波接收电路和载波发送电路，载波接收电路由耦合电路、带通滤波器和模拟前端组成，载波发送电路由信号耦合电路、谐振功率放大器和扩频调制信号输入接口组成；

图像滤波设备，分别与复杂度检测设备和灰度转化设备连接，用于基于图像复杂度确定选择的滤波策略，当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时，选择高斯滤波策略对灰度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时，选择均值滤波策略对灰度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度范围以内时，选择中值滤波策略对灰度化图像进行滤波；

全局二值化设备，分别与复杂度检测设备和图像滤波设备连接，用于基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略，在确定全局二值化阈值之后，使用全局二值化阈值将灰度化图像进行二值化处理，使得处理后的二值化图像的像素值只有0或255这二种选择，其中基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略具体包括：当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时，采用双峰法确定全局二值化阈值，当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时，采用最大类间方差法确定全局二值化阈值，当图像复杂度在预设复杂度范围以内时，采用平均值法确定全局二值化阈值；

图像校正设备，与全局二值化设备连接以接收二值化图像，用于对二值化图像依次进行旋转校正处理、冗余裁剪处理和图像归一化处理，以获 得校正图像；

轮廓检测设备，分别与图像校正设备和灰度转化设备连接，用于基于预设电度表外框轮廓检测校正图像中电度表外框的位置，并基于校正图像中电度表外框的位置从灰度化图像处分割出对应的电度表外框图像；

凌阳SPCE061A芯片，与轮廓检测设备和EEPROM存储芯片连接，用于确定电度表外框图像和预设灰度基准外框之间的匹配程度，并基于匹配程度确定是否输出外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信号；凌阳SPCE061A芯片还分别与AD73360芯片、EEPROM存储芯片、GPRS通信接口和显示接口连接，用于接收AD73360芯片通过串行外设接口SPI输出的数字电流信号和数字电压信号，基于数字电流信号和数字电压信号确定数字电流信号的有效值、数字电压信号的有效值以及交流线路的有功功率和无功功率；

其中，EEPROM存储芯片还用于存储预设灰度基准外框；

其中，电力线载波通讯设备与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信号发送给远端的电力设备管理中心，以便有电力设备管理中心确定是否需要更换电度表；

GPRS通信接口设置在电度表的外框上；

电力线载波通讯设备设置在电度表的后侧面上。