(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 202211343353.2 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 扬州市通宝电气有限公司 地址 225832 江苏省扬州市宝应 县氾水镇 芦氾路六里桥 (72)发明人 陆汉钦　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 专利代理师 董旭东　季雯 (51)Int.Cl. G08B 21/18(2006.01) G08B 21/24(2006.01) G08B 3/10(2006.01) H04L 12/40(2006.01) G06V 40/20(2022.01)G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 一种开关柜手动误操作报警系统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种开关柜手动误操作报警 系统， 包括手动操作意图检测单元和警报判断输 出单元， 手动操作意图检测单元包括USB摄像头、 嵌入式设备和TTL转CAN模 块； 警报判断输 出单元 包括微控制器、 CAN收发器、 人体红外感应模块、 语音警告模块和开关量采集模块； 一种基于深度 学习的开关柜手动误操作 报警方法， 在手动操作 意图检测单元上通过YOLOv3目标检测算法实现 了对操作人员的操作意图检测， 通过警报判断输 出单元进行误操作判断， 在误操作发生前， 发出 语音警报， 提示正确操作。 本发明通过警报判断 输出单元进行误操作判断， 在误操作发生前， 发 出语音警报， 提示正确操作， 进一步保障开关柜 的安全运行。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115527350 A 2022.12.27 CN 115527350 A 1.一种开关柜手动误操作报警系统， 其特征在于， 包括手动操作意图检测单元和警报 判断输出单元， 所述手动操作意图检测单元包括USB摄像头、 嵌入式设备和  TTL转CAN模块； 所述警报判断输出单元包括微控制器、 CAN收发器、 人体红外感应模块、 语音警告模块和开 关量采集模块； 所述手动操作意图检测单元用于通过USB摄像头采集图像数据后， 利用嵌入式设备运 行深度学习目标检算法， 进行手动操作意图检测， 通过TTL转CAN模块完成与 警报判断输出 单元的CAN通信； 所述警报判断输出单元用于通过微控制器实现与手动操作意图检测单元的CAN通信、 误操作判断和语音警报输出。 2.根据权利要求1所述的一种开关柜手动 误操作报 警系统， 其特征在于， 所述嵌入式设 备与USB摄 像头和TTL转CAN模块电连接 。 3.根据权利要求1所述的一种开关柜手动 误操作报 警系统， 其特征在于， 所述微控制器 与CAN收发器、 人体红外感应模块、 语音警告模块和开关量采集模块电连接 。 4.根据权利要求1或3所述的一种开关柜手动误操作报警系统， 其特征在于， 所述微控 制器采用STM 32系列芯片。 5.一种开关柜手动误操作报警方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1） 警报判断输出单元通过人体红外感应模块判断开关柜前面是否有操作 人员， 当开关 柜前面有操作人员时， 通过CAN通信向手动操作意图检测单元发送开启手动操作意图检测 信号； 2） 手动操作意图检测单元启动操作意图检测后， 使用USB摄像头采集现场图像数据， 通 过手动操作意图检测方法检测操作人员的手动操作意图； 3） 手动操作意图检测单元通过CAN通信将对应手动操作意图信号发送给警报判断输出 单元， 警报判断输出单元检测开关柜的运行状态， 然后判断操作人员的操作意图是否属于 误操作； 如果是误操作， 则通过语音模块发出语音警报， 提 示正确的操作步骤； 4） 操作人员离开开关柜后， 警报判断输出单元通过CAN通信向手动操作意图检测单元 发送停止检测信号， 手动操作意图检测单 元停止手动操作意图检测。 6.根据权利要求5所述的一种开关柜手动误操作报 警方法， 其特征在于， 步骤2） 中所述 手动操作意图检测方法包括： 在图像上选取开关柜的四个关注区域， 包括断路器室门把手处、 电缆室门把手处、 断路 器手车移动操作孔处和接地刀闸口操作孔处； 将操作人员 手部、 接地刀闸操作手柄和断路器手车移动手柄作为检测目标； 通过目标 检测算法获取图像中目标的类别Label和中心 坐标值 （x， y） ， 然后依据类别和中心坐标值判 断测操作人员的手动操作意图。 7.根据权利要求6所述的一种开关柜手动 误操作报 警方法， 其特征在于， 所述目标检测 算法采用YOLOv3目标检测算法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115527350 A 2一种开关柜手动误操作报警系统和方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种报警系统， 特别涉及一种开关柜手动误操作报警系统和方法。 背景技术 [0002]中置式开关柜也叫交流金属封闭开关设备， 是按一定的电路方案将有关电气设备 组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置， 开关柜的使用减少了电力设备的占地面 积， 使运行 更加安全， 有着很大的经济效益。 [0003]目前市场上的开关柜状态监测系统都有着误操作语音提示功能， 但其只包含了两 种误操作语音提示。 第一种 是断路器处于合闸状态的时候， 操作人员将其从工作位置移到 试验位置时， 发出请分断路器的提示。 第二种是断路器在工作位置的时候， 接地刀闸被操作 人员强行合闸后， 发出请分接地开关提示。 而且从设备接口分布来看， 其语音提示属于误操 作事故已经发生时发出的提示， 并不能防止误操作的发生。 在检测部 分， 考虑开关柜的结构 紧凑和复杂， 尤其是断路器手车移动操作孔和接地刀闸操作孔， 使用传感器进行手动操作 意图的检测比较困难。 发明内容 [0004]本发明的目的是克服现有技术缺陷， 提供一种开关柜手动误操作报警系统和方 法， 实现了对操作人员的操作意图检测， 通过警报判断输出单元进 行误操作判断， 在误操作 发生前， 发出语音警报， 提 示正确操作， 进一 步保障开关柜的安全运行。 [0005]本发明的目的一方面是这样实现的：  一种开关柜手动误操作报警系统， 包括手动 操作意图检测单元和警报判断输出单元， 所述手动 操作意图检测单元包括USB摄像头、 嵌入 式设备和  TTL转CAN模块； 所述警报判断输出单元包括微控制器、 CAN收发器、 人体红外感应 模块、 语音警告模块和开关量采集模块； 所述手动操作意图检测单元用于通过USB摄像头采集图像数据后， 利用嵌入式设 备运行深度学习目标检算法， 进行手动操作意图检测， 通过TTL转CAN模块完成与 警报判断 输出单元的CAN通信； 所述警报判断输出单元用于通过微控制器实现与手动操作意图检测单元的CAN通 信、 误操作判断和语音警报输出。 [0006]作为本发明的进一 步限定， 所述嵌入式设备与USB摄 像头和TTL转CAN模块电连接 。 作为本发明的进一步限定， 所述微控制器与CAN收发器、 人体红外感应模块、 语音 警告模块和开关量采集模块电连接 。 [0007]作为本发明的进一 步限定， 所述 微控制器采用STM 32系列芯片。 [0008]本发明的目的另一方面是这样实现的： 一种开关柜手动误操作报警方法， 包括以 下步骤： 1） 警报判断输出单元通过人体红外感应模块判断开关柜前面是否有操作人员， 当 开关柜前面有操作人员时， 通过CAN通信向手动操作意图检测单元发送开启手动操作意图说　明　书 1/4 页 3 CN 115527350 A 3