[發明專利]一種適用于電力作業機器人的顏色型狀態指示器識別方法

有效

• 申請號: 201711167244.9
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108133460B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 程雷鳴;馬路;馮維綱;熊少華;馮維穎;田繼輝;熊金梅
• 申請（專利權）人: 武漢中元華電科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T5/40;G06T7/90;G06K9/46;G06K9/42
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

1.一種適用于電力作業機器人的顏色型狀態指示器識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1－1)采集并標定指示器并保存相關信息，保存的相關信息包括指示器位置、指示器圖像、指示器圖像特征、指示器檢測方法和指示器當前狀態；所述指示器檢測方法有包括：矩形指示器檢測方法、橢圓指示器檢測方法和特征匹配指示器檢測方法;矩形指示器檢測方法適用于指示器為矩形且無邊框；橢圓指示器檢測方法適用于指示器為圓形或者橢圓且無邊框；特征匹配指示器檢測方法適用于有邊框的指示器；

(1－2)采集指示器當前時刻的圖像為待檢測圖像；

(1－3)根據不同指示器檢測方法，對步驟(1-2)獲取的待檢測圖像做不同預處理；

(1－4)根據指示器檢測方法，檢測步驟(1-3)預處理后圖像中的指示器；

(1－5)根據顏色型狀態指示器特征，判定指示器狀態；

所述步驟(1-3)預處理是為了消除采集待檢測圖像噪聲和后續計算加速；指示器檢測方法為矩形指示器檢測方法或橢圓指示器檢測方法時，預處理的步驟為：

(3-1)將采集的待檢測圖像灰度化，得到灰度圖像；

(3-2)檢測灰度圖像自適應亮度校正：統計灰度圖像距離參考亮度的灰度平均偏移值：

其中：E代表平均偏移值；mean代表參考偏移值，取128；G(i,j)代表圖像在(i,j)處灰度值；w代表圖像寬度；h代表圖像高度；

統計圖像加權偏移：D

其中D代表加權偏移；k代表灰度值，取值范圍0-255；E代表灰度平均偏移值；mean代表參考偏移值，取128；Hist(k)代表圖像中灰度值為k的點個數；w代表圖像寬度；h代表圖像高度；如果|E|＞D，圖像亮度存在異常，E0表示過量，E0表示過暗，根據E的值調整gamma校正的變換參數，得到gamma校正圖像；

(3-3)計算gamma校正圖像的雙邊濾波去噪圖像；

(3-4)對雙邊濾波圖像做自適應尺度變換得到尺度變換圖像：確定一個合適的變換因子scale，變換因子scale計算公式如下：

scale＝max(min(1，scale_X)，min(1，scale_Y))

scale_X＝sw/w，scale_Y＝sh/h

其中scale代表變換因子；scale_X代表X方向變換因子；scale_Y代表Y方向變換因子；w代表待檢圖像寬度，h代表待檢圖像高度；sw代表參考圖像寬度，取1920，sh代表參考圖像高度，取1080；

(3-5)對尺度變換圖像做自適應canny濾波檢測邊界得到邊界圖像：

(3-5-1)對圖像做x方向和y方向的一階求導；

其中：G表示原始圖像，Gx表示G在x方向求一階導，Gy表示G在y方向求一階導；

(3-5-2)計算圖像梯度峰值mag，計算出融合梯度圖像；

magGrad(i，j)＝Gx(i，j)+Gy(i，j)

mag＝max(magGrad(i，j)，0)

其中：融合梯度圖magGrad和統計峰值mag；

(3-5-3)壓縮融合梯度圖像灰度級到0-mag，統計灰度直方圖；

pmagGrad(i，j)＝magGrad(i，j)/bin_size

bin_size＝mag/NUM_BINS

其中：pmagGrad為壓縮后的梯度圖，bin_size為壓縮比例因子，NUM_BINS為壓縮的灰度級，取64；

(3-5-4)累加直方圖，當能量大于閾值時映射回原始灰度級作為高閾值；

high_thresh＝high_thresh*bin_size

其中：hist代表灰度直方圖；high_thresh代表高閾值；w代表圖像寬度，h代表圖像高度not_edge代表非邊界占比，取0.95；

(3-5-5)通過高閾值求取低閾值；

low_thresh＝high_thresh*ratio

其中low_thresh代表低閾值；ratio代表高低閾值比例，取0.3；

(3-5-6)利用兩個閾值求取canny變換，得到邊界圖像。