(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210693077.6 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司宁波市北 仑区供电公司 地址 315800 浙江省宁波市北仑区新碶明 州西路189号 申请人 国网浙江省电力有限公司宁波供电 公司 (72)发明人 凌健　徐杰　胡海　杨建立　 陈仕军　石科明　张立　叶木生　 齐雄　郑骆　 (74)专利代理 机构 杭州华鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 33217 专利代理师 刘竹青(51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06V 10/24(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 一种空压 机仪表盘中心的定位方法及系统 (57)摘要 本发明提出了一种空压机仪表盘中心的定 位方法及系统， 包括： 采集空压机上压力表的历 史仪表盘图像， 标注目标特征区域和目标中心 点； 将标注后的历史仪表盘图像作为数据集， 将 数据集按照预设比例划分为训练集和测试集， 建 立目标检测网络， 并进行训练； 通过目标检测 网 络输出测试集的预测特征区域和预测中心点； 分 析目标检测网络对特征区域的预测误差， 分析目 标检测网络对中心点的预测误差， 基于预测误差 反向更新目标检测网络中的权重参数； 采集空压 机上压力表的实时仪表盘图像， 输入 更新后的目 标检测网络， 得到仪表盘中心的定位结果。 本发 明可以满足实时检测， 对光照强度、 震动以及适 当遮挡的情况具有高的鲁棒性， 能够获得准确的 压力表中心位置 。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115170821 A 2022.10.11 CN 115170821 A 1.一种空压 机仪表盘中心的定位方法， 其特 征在于， 所述定位方法包括： S1： 采集空压机上压力表 的历史仪表盘 图像， 在历史仪表盘 图像上标注目标特征区域 和目标中心点； S2： 将标注后的历史仪表盘 图像作为数据集， 将数据集按照预设比例划分为训练集和 测试集， 基于LeNet ‑5神经网络 建立目标检测网络， 并基于训练集对目标检测网络的权重参 数进行训练； S3： 通过目标检测网络 输出测试集的预测特 征区域和预测中心点； S4： 基于交叉熵损失函数分析目标检测网络对特征区域的预测误差， 基于欧式距离分 析目标检测网络对中心 点的预测误差， 通过链式求导法则基于预测误差反向更新目标检测 网络中的权 重参数； S5： 采集空压机上压力表的实时仪表盘图像， 输入更新后的目标检测网络， 得到仪表盘 中心的定位结果。 2.根据权利要求1所述的一种空压机仪表盘中心的定位方法， 其特征在于， 所述在历史 仪表盘图像上 标注目标 特征区域和目标中心点， 包括： 采用Labelmg在压力表图像上标注数字点， 根据数字点的位置生成圆形 区域， 将所述圆 形的外切矩形区域标注为目标 特征区域； 将外切矩形区域的对角线的交点标注为目标中心点。 3.根据权利要求1所述的一种空压机仪表盘中心的定位方法， 其特征在于， 所述S3包 括： 在目标检测网络 中输入测试集的图像矩阵， 输出为预测出的外切矩阵的左上角和右下 角的坐标以及预测出的中心点的位置坐标； 根据预测出的外切 矩阵的左上角和 右下角的坐标以及预测出的中心点的位置坐标， 确 定预测特 征区域和预测中心点。 4.根据权利要求1所述的一种空压机仪表盘中心的定位方法， 其特征在于， 所述基于交 叉熵损失函数分析目标检测网络对特 征区域的预测误差， 包括： 分别获取测试集中目标 特征区域的左上角和右下角的坐标， 记为目标值y； 基于交叉熵损失函数计算目标特征区域与 预测特征区域的交叉熵， 表示所述交叉熵损 失函数为： L＝‑(ylogp+(1‑y)log(1‑p))； 其中， L表示目标特征区域与预测特征区域的交叉熵， p表示预测特征区域的左上角和 右下角的坐标； 以测试集中所有交叉熵L的和， 表示目标检测网络对特 征区域的预测误差 。 5.根据权利要求1所述的一种空压机仪表盘中心的定位方法， 其特征在于， 所述基于欧 式距离分析目标检测网络对中心点的预测误差， 包括： 分别获取测试集中目标中心点的坐标， 记为目标值yk； 计算预测中心点和目标中心点的欧式距离来表示目标检测网络对中心点的预测误差， 所述欧式距离的计算公式包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115170821 A 2其中， xk表示第k个测试集对应的预测中心点的坐标， di st(X,Y)表示所有测试集的目标 中心点和预测中心点的欧式距离之和， n表示测试集中历史仪表盘图像的总数， k表示测试 集中历史仪表盘图像的编号。 6.一种空压 机仪表盘中心的定位系统， 其特 征在于， 所述定位系统包括： 标注模块： 用于采集空压机上压力表的历史仪表盘图像， 在历史仪表盘图像上标注目 标特征区域和目标中心点； 划分训练模块： 用于将标注后的历史仪表盘图像作为数据集， 将数据集按照预设比例 划分为训练集和测试集， 基于LeNet ‑5神经网络 建立目标检测网络， 并基于训练集对目标检 测网络的权 重参数进行训练； 测试模块： 用于通过目标检测网络 输出测试集的预测特 征区域和预测中心点； 更新模块： 用于基于交叉熵损 失函数分析目标检测网络对特征区域的预测误差， 基于 欧式距离分析目标检测网络对中心 点的预测误差， 通过链式求导法则基于预测误差反向更 新目标检测网络中的权 重参数； 预测模块： 用于采集空压机上压力表的实时仪表盘图像， 输入更新后的目标检测网络， 得到仪表盘中心的定位结果。 7.根据权利要求6所述的一种空压机仪表盘中心的定位系统， 其特征在于， 所述标注模 块用于： 采用Labelmg在压力表图像上标注数字点， 根据数字点的位置生成圆形 区域， 将所述圆 形的外切矩形区域标注为目标 特征区域； 将外切矩形区域的对角线的交点标注为目标中心点。 8.根据权利要求6所述的一种空压机仪表盘中心的定位系统， 其特征在于， 所述测试模 块用于： 在目标检测网络 中输入测试集的图像矩阵， 输出为预测出的外切矩阵的左上角和右下 角的坐标以及预测出的中心点的位置坐标； 根据预测出的外切 矩阵的左上角和 右下角的坐标以及预测出的中心点的位置坐标， 确 定预测特 征区域和预测中心点。 9.根据权利要求6所述的一种空压机仪表盘中心的定位系统， 其特征在于， 所述更新模 块用于： 分别获取测试集中目标 特征区域的左上角和右下角的坐标， 记为目标值y； 基于交叉熵损失函数计算目标特征区域与 预测特征区域的交叉熵， 表示所述交叉熵损 失函数为： L＝‑(ylogp+(1‑y)log(1‑p))； 其中， L表示目标特征区域与预测特征区域的交叉熵， p表示预测特征区域的左上角和 右下角的坐标； 以测试集中所有交叉熵L的和， 表示目标检测网络对特 征区域的预测误差 。 10.根据权利要求6所述的一种空压机仪表盘中心的定位系统， 其特征在于， 所述更新权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115170821 A 3