[發明專利]基于角度步長的變電站指針式儀表識別方法

有效

• 申請號: 201610885605.2
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN106650746B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 丁建忠;吳曦;黃薛凌;吳波;馬娜
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司無錫供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發明涉及一種基于角度步長的變電站指針式儀表識別方法，屬于儀表識別的技術領域。本發明采用霍夫梯度法提取圓形刻度輪廓，在待檢圓形刻度輪廓上選擇匹配遍歷點P，并得到匹配遍歷點P對應動態ROI以及動態ROI的Hu不變矩，通過動態ROI的Hu不變矩以及指針模板的Hu不變矩計算圖像相似度，在得到最大的圖像相似度后，能確定待檢指針儀表圖像中指針所在的位置，且根據指針所在位置與待檢指針儀表圖像中的刻度、量程對應關系，得到待檢指針儀表圖像對應的指針示數，通過采用角度步長進行遍歷匹配，避免大量不相關區域匹配的搜索，顯著減少遍歷次數，提高識別的精度以及可靠性。

技術領域

本發明涉及一種識別方法，尤其是一種基于角度步長的變電站指針式儀表識別方法，屬于儀表識別的技術領域。

背景技術

安全生產是電力企業各項工作的基礎，隨著電網的不斷建設發展，變電站的數量日益增加，安全生產確保電網穩定運行顯得尤為重要。變電運維在電力系統中承擔著變電站的運維管理、倒閘操作和事故處理等重要工作，是保證電網安全、穩定和經濟運行的執行者，安全壓力逐漸增大。為加強變電運維安全管理，預防變電站安全事故，許多研究機構和公司都在積極研究實用于變電運維現場的安全防護技術，力求保證變電運維作業現場的可控、能控。

現階段，許多的電力企業已經建設集中式遠程圖像監控系統。它可以對各個運行設備，輸電線路等進行實時視頻監控，將各監視點，如主控制室、高壓室設備情況、斷電器、隔離刀閘、室外場地、儀表指針等現場圖像通過通信網絡實時地傳輸到監控中心或調度中心，以便實時監控各電力設備的運行狀況并在電力設備出現非正常狀況時及時報警，使工作人員能夠實時掌握整個供電系統的運行狀況，能夠及時根據報警處理各設備出現的非正常狀況，保障整個系統的正常運行。

變電站實施圖像監控，很好的解決了變電站無人看守，或者有人看守時看守人員的安全問題。儀表指針位置識別就是變電站圖像監控的一種常見應用，對此，現階段比較可行的方法有同心圓環搜索法、剪影法、Hough直線變換法等，但是這些方法存在著諸如易受光照影響、對較粗指針由于陰影的存在對其辨識度不夠、與人工讀數相差大等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基于角度步長的變電站指針式儀表識別方法，其采用角度步長進行遍歷匹配，避免大量不相關區域匹配的搜索，顯著減少遍歷次數，提高識別的精度以及可靠性。

按照本發明提供的技術方案，一種基于角度步長的變電站指針式儀表識別方法，所述指針式儀表識別方法包括如下步驟：

步驟1、提供正常指針儀表圖像，并提取所述正常指針儀表圖像中的圓形刻度輪廓，將提取的圓形刻度輪廓作為指針模板，且計算指針模板的Hu不變矩；

步驟2、提供待檢指針儀表圖像，并提取所述待檢指針儀表圖像中的待檢圓形刻度輪廓，以提取待檢圓形刻度輪廓的圓心為原點建立坐標系，以得到待檢圓形刻度輪廓的圓心坐標以及待檢圓形刻度輪廓的半徑；

步驟3、在上述待檢圓形刻度輪廓上選取匹配遍歷點P，所述匹配遍歷點P為指針與刻度圓的交界點，以α作為起始角，β作為終止角，θ作為采樣步長，得到匹配遍歷點P對應的動態ROI，且計算得到匹配遍歷點P對應動態ROI的Hu不變矩；

步驟4、將上述匹配遍歷點P對應動態ROI的Hu不變矩與指針模板的Hu不變矩進行相似性計算，以得到匹配遍歷點P對應動態ROI與指針模板間的圖像相似值；

步驟5、在上述待檢圓形刻度輪廓上，對匹配遍歷點P增加一個采樣步長θ，重復上述步驟，直至匹配遍歷點P將待檢圓形刻度輪廓遍歷完，從而得到若干匹配遍歷點P對應動態ROI與指針模板間的圖像相似值；

步驟6、確定上述所有匹配遍歷點P對應動態ROI與指針模板間圖像相似值中的最大值，從而確定待檢指針儀表圖像中指針所在的位置，且根據指針所在位置與待檢指針儀表圖像中的刻度、量程對應關系，得到待檢指針儀表圖像對應的指針示數。