[發(fā)明專利]嵌入式電力繼電壓板投退狀態(tài)智能識別裝置及實現方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710065175.4
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106971182A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 項文波;王興照;閻新軍;茅耀斌;胡新剛;羅兵;包強;劉永國;宮曉林;蘇玉營
• 申請（專利權）人: 王興照
• 主分類號: G06K9/03
• 分類號: G06K9/03;G06K9/62
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 高鵬飛

1.一種嵌入式電力繼電壓板投退狀態(tài)智能識別裝置，其特征在于，包括壓板圖像標記和識別器訓練的部件、嵌入式圖像采集與處理識別部件；

壓板圖像標記和識別器訓練部件與嵌入式圖像采集和處理識別部件通過有線/無線網絡交換數據。

2.根據權利要求1所述的嵌入式電力繼電壓板投退狀態(tài)智能識別裝置，其特征在于，所述的壓板圖像標記和識別器訓練的部件包括兩個基于機器學習的訓練模塊，其用于定位壓板區(qū)域的目標檢測器訓練模塊和用于壓板投退狀態(tài)識別的訓練模塊。

3.根據權利要求1所述的嵌入式電力繼電壓板投退狀態(tài)智能識別裝置，其特征在于，嵌入式圖像采集和處理識別部件包括彩色圖像輸入模塊、圖像去噪和光照均勻化模塊、壓板檢測模塊、圖像配準模塊、壓板投退狀態(tài)識別模塊、壓板狀態(tài)校核模塊和結果存儲與輸出模塊；

彩色圖像輸入模塊與圖像去噪和光照均勻化模塊相連，圖像去噪和光照均勻化模塊與壓板檢測模塊相連，壓板檢測模塊與圖像配準模塊相連，圖像配準模塊與壓板投退狀態(tài)識別模塊相連，壓板投退狀態(tài)識別模塊與壓板狀態(tài)校核模塊相連，壓板狀態(tài)校核模塊和結果存儲與輸出模塊相連；

彩色圖像經過圖像輸入模塊轉換成灰度圖像后，傳遞給圖像去噪和光照均勻化模塊進行去噪和直方圖均衡化處理；處理后的圖像由壓板檢測模塊提取出壓板所在區(qū)域；對提取出的壓板區(qū)域進行過濾，尋找到圖像4個角上的壓板塊，根據前次圖像上4個角的位置坐標，對圖像進行配置操作，并進行幾何糾正；糾正結果圖像輸入壓板投退狀態(tài)識別模塊，由識別模塊識別出壓板狀態(tài)；輸出的壓板識別狀態(tài)由校核模塊將之與前次記錄的數據進行比對，最后將結果保存和輸出。

4.一種嵌入式電力繼電壓板投退狀態(tài)智能識別與校核方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集圖像數據，并將彩色圖像轉換為灰度圖像及進行去噪、去光照影響；

步驟2：采用訓練好的級聯分類器對圖像進行壓板檢測；

步驟3：根據前次記錄結果與圖像上4個角上的壓板位置，對采集圖像進行配準，并經過透視投影變換將圖像糾正；

步驟4：對糾正完的結果圖像進行分割，對每個分割出的圖像，用訓練好的壓板投退狀態(tài)識別器進行識別；

步驟5：將識別結果與前次記錄結果進行比對，并輸出比對結果，記錄本次壓板狀態(tài)。

5.根據權利要求4所述的基于圖像處理和機器學習的繼電壓板投退狀態(tài)識別與校核方法，其特征在于，步驟2具體包含以下步驟：

步驟2-1：對輸入灰度圖像I進行伸縮，獲得k尺度下圖像I_k，以m像素為步長，水平方向和垂直方向分別搜索各n×n窗口區(qū)域，判別是否為候選壓板區(qū)域；

步驟2-2：對第j個搜索窗口，提取系列圖像特征{h_i}，每個特征對應一個訓練好的分類器f_i綜合該分類器結果獲得該窗口的二值輸出b_k(j)；

步驟2-3：對灰度圖像I進行k+1級伸縮，轉步驟2-1；

步驟2-4：對第j個窗口，綜合前l(fā)個窗口的檢測結果{b₁(j),b₂(j),...,b_l(j)}，獲得最終檢測結果。

6.根據權利要求4所述的基于圖像處理和機器學習的繼電壓板投退狀態(tài)識別與校核方法，其特征在于，步驟3中以前次壓板位置和當前檢測結果圖像為輸入，以幾何糾正結果圖像為輸出，

由當前檢測結果獲得圖像中4個角上的壓板圖像位置{P₁,P₂,P₃,P₄}，提取前次壓板對應位置信息{S₁,S₂,S₃,S₄}，對此4對點進行配準。由此4對不共線的點可以求取出圖像變換矩陣H，用H對灰度圖像進行透視變換，得到幾何糾正圖像I_C。

7.根據權利要求4所述的基于圖像處理和機器學習的繼電壓板投退狀態(tài)識別與校核方法，其特征在于，步驟4具體包含以下步驟：

步驟4-1：對輸入候選壓板圖像塊I_b進行規(guī)整化，將之伸縮為n×n大小；

步驟4-2：對該壓板圖像，提取結構化特征f_St；

步驟4-3：將特征f_St輸入訓練好的二值分類器(壓板投退狀態(tài)識別器)，獲得最終檢測結果b。