[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

说明书

本发明涉及一种基于人工智能的电流检测装置及其检测方法，属电气工程领域。该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；主控单元包括第一DSP、第二DSP；红外图像采集模块采集图像并送至第一DSP进行图像处理，处理后送至第二DSP与样本图像存储模块中的样本图像进行图像比对、计算：首先通过实验获取冷却装置启动和未启动时导体承载不同电流时的红外温度场图像，并进行图像处理作为样本图像，建立样本图像数据库；其次采集被测电流回路导体的红外温度场图像并处理得到采样图像，与样本图像比对及计算，得出电流值。本发明检测装置体积小、重量轻；计算量小、快速准确，尤其适合于高电压、大电流场合的电流检测。

技术领域

本发明涉及一种电流检测装置及方法，尤其是一种基于人工智能的电流检测装置及其检测方法，属于电气工程技术领域。

背景技术

目前电流检测均采用电流互感器、电流传感器等，将一次侧的大电流转换为小电流信号。其共同特点是电量检测。

其缺点是：电流互感器笨重、体积大、成本高，尤其在高电压、大电流场合采用上述方法的电流检测装置笨重、体积庞大、价格高昂，使得高电压、大电流的成套电器设备成本高、占地面积大。

导体通入电流以后将会发热，其温度必然升高。也就是说，温度或温升和电流之间有必然的函数关系，那么只要通过检测温度即可检测到电流大小。但目前电器设备均采用自然冷却或风扇、水冷等强迫冷却方式，散热条件不同，有可能导致温度相同而电路中流过的实际电流不同，这使得求解温度与电流之间的关系变得异常复杂。如果能通过红外热成像技术摄取被测导体周围的温度场分布图像，运用图像处理和图像识别以及机器学习等人工智能技术分析摄取到的导体红外温度场分布图像，即可实现用无电量方式来检测电流值。

发明内容

本发明的主要目的在于：针对现有技术的不足和空白，根据导体通电后温度发生变化的特点，突破传统的电流检测方式，运用人工智能技术，提出一种非电量的电流检测方法，从而解决高电压、大电流场合的电流检测装置体积庞大、价格高的缺陷。

为了达到以上目的，本发明一种基于人工智能的电流检测装置，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为U盘或硬盘，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温度场样本图像数据库。

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样图像，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。

上述基于人工智能的电流检测装置的检测方法包括以下步骤：

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；