(国网河南省电力公司内乡县供电公司)
摘要：随着我国科学技术的飞速发展，电力工器具制造实力不断提升，企业生产制造切实需求得到满足，其中带机器视觉的电力工器具能将人力从繁重的生产加工流程中解脱出来，利用信息技术便可高效操控电力工器具，同时削减产品质量受人力因素消极影响几率，达到提高产品生产加工质量的目的。本文通过分析带机器视觉的电力工器具监测设计方略，以期提高电力工器具综合应用质量。
关键词：机器视觉；电力工器具；监测设计
机器视觉属于人工智能分支，主要是指利用机器取代人的双眼进行加工制造、测量、判断，用以提高元件加工制造精度，满足当今社会日益增长的生产制造需求。为使电力工器具具备机器视觉，需在电力工器具上安装机器视觉系统，在图像摄取装置（CCD、CMOS）加持下，将摄取信息转化为图像信号传输至计算机中，并进行图像处理得到形态信息，通过整合像素颜色、亮度等信息，将形态信息转化为数字信号，并传输至机器视觉系统中，对电气工器具加工制造情况予以监测，根据监测结果控制现场设备，确保机器得以正常运转，助力企业落实产品生产制造目标，为企业获取更高经济收益奠定基础。基于此，为提高企业生产制造能力，研究带机器视觉的电力工器具监测设计方略显得尤为重要。
一、带机器视觉的电力工器具监测设计原理
机器视觉系统利用图像摄取装置将被监测对象转化为图像信号，以互联网为载体针对信号进行分析，得到图像亮度、像素分布、颜色等信息，将以上信息转化为数字信号，由图像处理系统接收，抽取监测对象特征，如生产元件长度、位置、数量等，同时对比电力工器具运行参数及相关输出条件，囊括生产元件尺寸、合格/不合格、等于/不等于、有/无等，明晰生产元件加工制造实况，为管理人员调整生产制造计划提供依据，实现加工制造自动监测目标[1]。
二、带机器视觉的电力工器具监测设计价值
1.提高企业经济效益。当前元件加工精度、复杂度持续提高，若想有效保障元件加工质量，避免出现原材料浪费、加工制造周期长等消极现象，需设计带机器视觉的电力工器具监测系统，用以实时把控元件生产制造情况，及时纠正生产制造误差，调整元件加工计划，达到提高企业经济效益的目的。
2.帮助企业采集更多电力工器具运行数据。在互联网体系日益完善新常态下，大数据时代已然到来，加工数据作为重要的数据资源之一，其丰富性、全面性、实时性，关乎企业生产制造综合成效，为此企业需设计带机器视觉的电力工器具监测系统，用以控制各个监测对象，确保整个系统运行节奏一致，使电力工器具同步机制更加完善，同时搜集、整理、存储、分序、应用相关数据信息，为企业持续优化电力工器具同步机制提供依据。
3.电力工器具监测系统可在非常规光源下作业。电力工器具监测环境不尽相同，非常规光源较多，影响电力工器具监测成效，为此需设计带机器视觉的电力工器具监测系统，通过合理配置照明设施，加之高像素摄像机，有效抓取监测对象信息并进行处理，继而提高电力工器具监测能力[2]。
三、带机器视觉的电力工器具监测设计方略
较为基础的带机器视觉电力工器具监测系统设计方略，可从以下几个方面进行分析：一是照明。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆照明关乎机器视觉输入系统稳定性，照明条件好机器视觉清晰，可以获取优质视觉信号，为数据转化提供条件，基于此为提高电力工器具监测设计质量，保证监测系统数据效果达标，需秉持针对、高效原则，根据企业所用电力工器具科学选择照明设备。照明光源分为可见光、不可见光两种，前者主要有日光灯、白炽灯、水银灯、纳光等，可见光的光能不稳定，这就需要结合电力工器具应用环境进行加固设计，同时考虑环境光对机器视觉系统的影响，可以采用在照明设施外侧加防护屏的措施提高光源稳定性，根据照明系统可将照明方式分为前向照明、背向照明等，将监测对象置于摄像机与光源之间即为背向照明，具有获取图像对比度高的优势，在监测对象一侧放置摄像机、光源即为前向照明，此方法具有安装简便，便于维修等优势，需设计人员根据企业电力工器具监测需求合理选择照明方式，确保光照结构良好，可清晰捕捉监测对象信息。
二是镜头。为降低监测误差，提高元件监测质量，需遵循以下公式合理选择镜头：亚像素×所需分辨率×相机尺寸/PRTM（零件测量公差比）=FOV（Field Vision），从焦距、摄像高度、放大倍数、监测对象高度、影像与监测对象距离、畸变视觉检测时的镜头焦距等因素出发，选择视野开阔、工作距离灵活、尺寸合适的镜头。
三是高速相机。模拟相机、标准分辨率数字相机等均属于高速相机，需根据电力工器具监测实况进行选择，例如电气工器具监测若对颜色没有要求，则可以选择黑白相机设计机器视觉系统，反之则需选择彩色相机，若元件加工对精度要求较高，则需选择高分辨率型相机，有些企业还需实时把控电力工器具运行情况，应在机器视觉系统中配置具备外同步功能的相机，满足电力工器具监测设计需求。
四是图像采集卡。在机器视觉系统中图像采集卡较为重要，它与电力工器具监测摄像头信息处理效果息息相关，较为常用的是AGP、PCI兼容卡，可将电力工器具运行图像迅速传输至计算机中进行处理与存储，有些企业为提高电力工器具监测设计质量，在采集卡内设计多路开关，用以连接若干摄像机，根据监测需求灵活传输抓拍信息，提高机器视觉系统设计质量。
五是视觉处理器。在以往视觉输出图像分辨率低情况下，需利用视觉处理器进行计算分析，如今PLC配置率极高，已经基本无需应用视觉处理器[3]。
结束语：
综上所述，带机器视觉的电力工器具监测系统具有提高企业经济效益，帮助企业采集更多电力工器具运行数据，可在非常规光源下作业等应用价值，为此设计人员需在掌握机器视觉系统内涵基础上，根据企业电力工器具监测需求、监测环境、监测对象，合理选择照明设备、镜头、高速相机、图像采集卡，并在机器视觉系统中安装PLC，达到提高企业电力工器具监测质量的目的。
参考文献：
[1] 李永英.基于物联网技术的电力安全工器具监管系统研究[J].建筑工程技术与设计,2016(11):1836.
[2] 马学华,陈伟,林忠华.供电企业安全工器具管理系统的设计与实现[J].城市建设理论研究（电子版）,2016,6(2):678-679.
[3] 北京仁佳科技有限公司.夹子:中国,CN201630294654.X[P].2016-11-30.
论文作者:刘东栋,李雷,靳红玉,李蒙慧,程倩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：器具论文; 电力论文; 视觉论文; 机器论文; 系统论文; 企业论文; 元件论文; 《电力设备》2019年第8期论文;