[发明专利]一种基于人工智能的电流检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种基于人工智能的电流检测装置的检测方法，所述电流检测装置包括：红外图像采集模块、主控单元、样本图像存储模块；所述红外图像采集模块包括高清红外图像传感器、视频解码器；所述主控单元包括第一DSP芯片、第二DSP芯片；所述样本图像存储模块包括USB接口芯片、大数据存储设备，所述大数据存储设备建有经实验获得的被测电流回路导体承载不同电流时的红外样本图像数据库；所述高清红外图像传感器用于采集被测电流回路导体的红外视频温度场图像，并传送至视频解码器；所述视频解码器将红外视频温度场图像解码后送至所述主控单元的第一DSP芯片；所述第一DSP芯片对解码后的红外温度场图像进行处理得到采用图像，采样图像送至所述主控单元的第二DSP芯片；所述第二DSP芯片负责图像识别，通过采集、分析被测电流回路的断路器工作位置信号、冷却装置启动信号，并通过所述USB接口芯片搜索、读取所述大数据存储设备中的样本图像，与所述第一DSP芯片处理得到的采样图像进行比对、计算，最终得到被测电流回路的电流值；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过实验分别获取冷却装置未启动和启动工况下，被测电流回路导体承载不同电流时的红外温度场图像，其方法是：

1)在冷却装置未启动情况下，给所述导体通入某一电流；

2)从所述导体通电起直至达到稳定温升，每隔一定时间间隔摄取一幅所述导体的红外温度场图像，并进行图像处理，即进行噪声滤波、确定特征点、提取特征点的像素，将处理过的图像作为样本图像；这一小组中的每幅样本图像均代表一个电流值；

3)重复步骤1)-2)，直至采集到满足测量精度的足够数量的样本图像；

4)在冷却装置启动情况下，给所述导体通入某一电流；

5)从所述导体通电起直至达到稳定温升，每隔一定时间间隔摄取一幅所述导体的红外温度场图像，并进行图像处理，即进行噪声滤波、确定特征点、提取特征点的像素，将处理过的图像作为样本图像；这一小组中的每幅样本图像均代表一个电流值；

6)重复步骤4)-5)，直至采集到满足测量精度的足够数量的样本图像；

步骤2，建立样本图像数据库并存储在所述大数据存储设备中：首先将步骤1获得的所有样本图像分为两类：冷却装置未启动类和启动类；然后根据量程，按电流等级范围将每类样本图像分为若干组，每组图像再按电流大小分为若干小组，其中电流值居中的那个小组称为中间值小组，每个小组中有若干样本图像，其每幅样本图像均代表一个电流值；取每组中间值小组中稳定温升时的样本图像作为该组的代表样本图像；

步骤3，采集被测电流回路的断路器工作位置信号、冷却装置启动信号；

步骤4，分析被测电流回路的断路器工作位置信号，如果断路器处于分闸位置，则判定电流为0，返回步骤3；否则转至步骤5；

步骤5，分析冷却装置启动信号，根据冷却装置是否工作，确定数据库中样本图像的相应类别，为图像比对做好准备；

步骤6，采集被测电流回路导体的红外温度场图像；

步骤7，对采集的红外温度场图像进行处理，得到本次的采样图像，其过程是：1)噪声滤波；2)寻找特征点；3)提取特征点的像素；

步骤8，图像比对：采用基于特征点和像素相似性的图像比对算法，找到本次的采样图像与数据库中相应类别的样本图像特征点像素之间的映射关系，实现图像比对，得到电流值；

其过程是：根据步骤5确定的样本图像类别，从该类别的样本图像数据库中搜索与采样图像匹配的样本图像：首先进行粗配：将经步骤7处理过的采样图像与数据库中各组代表样本图像进行比对，找到最佳组；其次细配：在最佳组中搜寻最佳小组，然后在最佳小组中搜寻匹配图像，如果完全匹配，则此时的电流值即为该样本图像代表的电流值；如果不完全匹配，则采用神经网络自适应学习算法，最终算出电流值。