基于机器视觉的煤矿变电所运行状态监测系统研究

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1、硕士学位论文基于机器视觉的煤矿变电所运行状态监测系统研究ResearchonMonitoringSystemofCoalMineSubstationRunningStateBasedonMachineVision作者：李亚东导师：李明教授中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TP391.4学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于机器视觉的煤矿变电所运行状态监测系统研究ResearchonMonitoringSystemofCoalMineSubstationRunningStateBasedonMachineVision作者

2、李亚东导师李明教授申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业控制科学与工程研究方向机器视觉答辩委员会主席巩敦卫评阅人二○一六年五月论文审阅认定书研究生李亚东在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢春风摇曳着四月的风铃，行文至此便意味着论文即将完成，三年的矿大读研生活就要结束。临近毕业之际，回首岁月往昔，不需要堆砌华丽的辞藻更不必敷衍了事、矫揉造作，

3、我希望能将所有关心帮助我的人铭记在心并对其表示由衷感谢！“落其实者思其树，饮其流者怀其源。”首先诚挚感谢我的导师李明教授，感谢您三年的悉心教育和培养。李老师广博的学识、严谨的治学态度和谦和的处事方式为我树立了工作、学习、生活的榜样，成为弥足珍贵的精神财富。李老师在论文选题、开题、写作及定稿的各个阶段都给予了大量帮助和宝贵建议，在此再一次向老师致以崇高谢意。其次，感谢朱美强老师在生活上、学习中的无私帮助，论文的顺利完成同样离不开朱老师耐心督促和细致指导。同时，朱老师勤奋踏实、勇于创新的科研精神和一丝不苟的工作态度对即将踏入工作岗位的我产生了深远影响。感谢

4、王军老师平时的关心，也感谢李海港老师、张倩和雷萌师姐的支持与鼓励，是你们让我有了奋勇拼搏、不断前进的动力。感谢实验室王洪栋、陈海龙、郭鹏、孙震、王健生、郝震、孔旭师兄，同时感谢林娅静、蒋莹、杨鑫师姐，三年中你们给了我前进的方向和努力追赶的目标，祝你们在工作中取得更大成就。感谢贾文其、李翠、陈凡、叶景东和我一起度过三年同窗时光，在互相监督、互相学习的同时我们收获了一份真挚友谊。感谢朱文祥师弟给实验室带来的欢乐，祝你收获进步，学有所成。感谢父母对我的关怀和付出，让我可以克服困难，安心完成学业，祝你们平安如意；感谢所有帮助我的亲朋好友，祝你们身体健康，工作顺

5、利；感谢生命中的有缘人，人生因你们绚丽多彩。清风拂心事，流水静听音，多想永远停留在这温暖的日子里。最后，感谢中国矿业大学提供的学习平台，愿母校学子百尺竿头更进一步，愿母校人才辈出，青春永驻！摘要煤炭工业生产中的安全问题是各界关注的焦点，煤矿电力系统安全的保证仍然是一个薄弱的环节。因此提高煤矿系统安全性，使其运行更稳定才能确保煤矿的安全生产。传统的人工监控琐碎枯燥，容易受人为因素影响并引发部分安全隐患。本文使用机器视觉技术识别煤矿变电所的运行状态，使得集控室工作人员可以迅速从大量视频资料中识别检测到监控目标，而且还可对系统异常情况进行自动报警。本文的主要

6、工作如下：（1）实现图像的增强处理。本文结合煤矿变电所工作环境背景，通过使用几种图像增强算法进行实验对比，最终提出使用改进单尺度Retinex算法对图像进行增强处理，算法简单且实时性高。实验表明该方法能够较好的降低图像背景噪声，增强对比度，提高运算效率。（2）实现指示灯及指针式仪表的检测。首先采用RGB色彩空间原理对指示灯颜色进行识别，由于实际情况各颜色互相干扰，因此调整了分割阈值使得识别效果更为明显；其次使用形态学运算、Hough算法等检测指针式仪表的指针，通过角度关系对指针式仪表读数进行识别，实验表明计算的仪表读数与人工读数较接近，同时有较好的稳定

7、性。（3）完成数显式仪表示数识别。由于数显式仪表表盘保护膜气泡以及光影现象的干扰，本文选用Harr-Like特征为字符特征，同时改进了遗传算法的适应度函数和交叉变异函数，增加寻优全局性，使用改进后的遗传算法对分类器支持向量机的参数进行寻优，最后通过主元分析法进行降维处理并使用支持向量机识别字符目标，并和其他识别算法对比。实验证明使用此种方法的识别效果较好。（4）设计煤矿变电所运行状态监测软件系统。给出系统工作流程图和系统软件构架，并对各个模块做具体设计。功能模块包括系统登录、系统管理、视频管理、数据管理、运行状态检测和报警管理，最后完成该软件系统。该论

8、文有图55幅，表15个，参考文献87篇。关键词：运行状态识别；改进单尺度Retinex；Har