王德超，孫允友，李典基

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109；2.濟(jì)南輕騎大韓摩托車有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

大型泵站需要對潤滑油油位進(jìn)行檢測，保證油位高度在安全范圍內(nèi)。潤滑油油位檢測方式有多種，本文對油位現(xiàn)有監(jiān)控方法進(jìn)行了綜述，并提出了一種基于圖像識別的油位智能檢測系統(tǒng)。

1 油位檢測方法及應(yīng)用現(xiàn)狀

為保證水泵主電機(jī)正常運行，技術(shù)人員采取了多種油位檢測技術(shù)措施，傳統(tǒng)的方法有基于干簧管（濕簧管）的軸承油位信號器、磁翻板液位計。本文主要論述基于圖像識別的油位檢測能夠?qū)崟r報警，并將現(xiàn)場情況實時畫面反饋給管理者，實現(xiàn)了所見即所得；監(jiān)控攝像頭安裝位置距離設(shè)備較遠(yuǎn)，安裝維護(hù)方便。

1.1 軸承油位信號器

軸承油位信號器由外殼體、接線頭、干簧管、磁性浮球等組成。干簧管也稱舌簧管或磁簧開關(guān)，是一種磁敏的特殊開關(guān)，是干簧電阻鏈傳感器的主要部件。干簧管由2 片磁性簧片構(gòu)成，無磁場時2 片磁性簧片金屬觸點斷開，有磁場時2片磁性簧片金屬觸點導(dǎo)通?；善|點被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊。磁場接近干簧管，干簧管2 個節(jié)點就會吸合在一起，使電路導(dǎo)通；磁場遠(yuǎn)離干簧管，2 個節(jié)點就會釋放，使電路斷開。根據(jù)設(shè)定的上油位和下油位，在干簧管套管內(nèi)安裝2 支干簧管。

1.2 油位檢測系統(tǒng)

基于圖像識別的油位檢測系統(tǒng)是利用計算機(jī)視覺技術(shù)對視頻信號進(jìn)行處理、分析和理解，在不需要人為干預(yù)的情況下，通過對序列圖像自動分析對監(jiān)控場景中的變化進(jìn)行定位、識別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷油位情況，能在異常情況發(fā)生時及時發(fā)出警報或提供有用信息，有效地協(xié)助運行人員處理危機(jī)，并最大限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象。

基于圖像識別的油位檢測系統(tǒng)，以視頻圖像結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)AI 分析識別為基礎(chǔ)，將視頻檢測圖像與目標(biāo)機(jī)器識別信息匹配融合，實現(xiàn)不同區(qū)域、不同視角、不同時間的視頻圖像巡查分析和結(jié)果展示、預(yù)警等。系統(tǒng)實時依據(jù)動態(tài)圖像AI 解析結(jié)果，與歷史數(shù)據(jù)庫及門限閾值進(jìn)行比對，一旦出現(xiàn)預(yù)警超限時間，自動抓取現(xiàn)場圖片，并上報預(yù)警信息至相關(guān)管理人員現(xiàn)場處理。

2 系統(tǒng)構(gòu)成及功能

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

油位在線檢測預(yù)警系統(tǒng)主要構(gòu)成部分如圖1 所示，其中智能視頻目標(biāo)檢測算法、像素坐標(biāo)深度檢索校正算法、智能標(biāo)簽技術(shù)是系統(tǒng)的核心技術(shù)。系統(tǒng)構(gòu)成及技術(shù)原理如圖1 示。

圖1 油位系統(tǒng)的構(gòu)成及技術(shù)原理

智能視頻目標(biāo)檢測算法即是通過目標(biāo)檢測技術(shù)依據(jù)各類物體有不同的外觀、形狀和姿態(tài)等，找出圖像中所有感興趣的目標(biāo)，確定它們的類別和位置，并與訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對校驗，最終輸出比對校驗結(jié)果，其通常的訓(xùn)練學(xué)習(xí)過程包括：整理數(shù)據(jù)集→數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)化→標(biāo)注數(shù)據(jù)集→訓(xùn)練模型→模型測試→優(yōu)化模型等。

像素坐標(biāo)深度檢索校正算法即是依據(jù)CCD設(shè)備有效分辨率實現(xiàn)像素級坐標(biāo)拾取和檢索，同時對像素邊緣畸變綜合運用多種校正模型進(jìn)行羽化校正，降低圖像畸變率。

智能標(biāo)簽技術(shù)即是采用智能標(biāo)簽跟蹤技術(shù)，將視頻圖像內(nèi)的重要物體進(jìn)行標(biāo)簽化，分類化，同時當(dāng)視場發(fā)生改變時，隨著圖像內(nèi)容的變化標(biāo)簽自動識別當(dāng)前視場內(nèi)圖像，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)簽的智能化淡入、跟隨、移動、淡出等。

軟件包括：視頻圖像識別模塊、識別分析報警模塊、圖片存儲模塊、報警信息推送模塊等。

2.2 油位檢測系統(tǒng)的功能

1）圖像比對：系統(tǒng)提供多種圖像對比工具包括圖片對比、視頻對比、自動化對比等。通過圖像對比，可以周期性留存油液影像信息，建立動態(tài)影像庫，便于后期歷史查看及過程追溯。

在視頻對比中通過依次導(dǎo)入視頻流地址，在鏈接到視頻源后，比對算法將每間隔30 s 或其它自定義間隔運行一次，將比對結(jié)果進(jìn)行展示。

2）智慧報警：當(dāng)油液含量低于預(yù)警閾值時將觸發(fā)自動報警功能，前端設(shè)備將自動專區(qū)現(xiàn)場圖片進(jìn)行留存，同時將報警信息通過短信息、小程序等方式推送至相關(guān)管理人員。

3）實時視頻：接入?yún)^(qū)域內(nèi)全部視頻監(jiān)控，可查看在線監(jiān)控，可顯示視頻在線狀態(tài)，可全屏顯示視頻?？娠@示全部視頻監(jiān)控，并能通過圖標(biāo)的顏色來表示視頻是否在線，點擊可播放對應(yīng)視頻

4）設(shè)備管理：可查看設(shè)備位置，可預(yù)覽視頻，即小窗播放該點監(jiān)控實時視頻（可同時播放多個視頻流）；也可以查看設(shè)備信息。屏播放。

5）用戶管理：用戶注冊與登陸；不同的人員使用，設(shè)置不同的權(quán)限，特殊（管理員）權(quán)限可添加、刪除設(shè)備，詳見表1。

表1 主電機(jī)軸承油位檢測系統(tǒng)功能表

3 結(jié)語

本文論述了電機(jī)軸承潤滑油油位常用檢測技術(shù)，開發(fā)了基于圖像識別的直接式圖像油位測量技術(shù)，具有非接觸直接測量、實時性、主動性，所見即所得等特點，其中直接式圖像液位測量系統(tǒng)則是不依賴任何輔助裝置，根據(jù)測量條件，直接從圖像中獲取液位狀態(tài)的特征信息，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為液位高度。