[發明專利]基于背景差分和迭代搜索的高壓隔離開關狀態識別方法

有效

• 申請號: 201810055660.8
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108334824B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 江翼;程林;趙坤;高山;彭凱;薛彧;騰云;周盟;馮正新;張靜;周文;李夢齊;劉正陽;蘇丹
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;華中科技大學
• 主分類號: G06V20/20
• 分類號: G06V20/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明公開了一種基于背景差分和迭代搜索的高壓隔離開關狀態識別方法，依次包括以下步驟：1)取多幀連續圖像序列，將多幀圖像序列中對應位置的像素點灰度值取中間值作為背景圖像中對應像素點的灰度值，獲取背景圖像；2)對當前幀圖像和背景幀圖像進行差分運算，得到前景圖像；3)通過陰影抑制法對前景圖像進行處理，標記出高壓隔離開關的位置；4)當高壓隔離開關的位置發生變化時，通過迭代計算跟蹤高壓隔離開關的位置；5)以上一幀的結果作為輸入循環迭代，獲取高壓隔離開關的運動軌跡；6)獲取高壓隔離開關的運動軌跡后，根據開關追蹤點與中心線的夾角分析高壓隔離開關的狀態。本發明實時性強，應用范圍廣，穩定可靠。

技術領域

本發明涉及視頻檢測技術領域，更具體地說，涉及一種基于背景差分和迭代搜索的高壓隔離開關狀態識別方法。

背景技術

高壓隔離開關主要用于高壓線路的關合開斷，保證了高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，起到隔離電壓的作用。高壓隔離開關一般具備基于機械原理的輔助開關定位功能，但是這一功能在機械本身出現銹蝕、磨損等情況時容易出現定位偏差，往往需要線路維護人員到隔離開關現場確認開關狀態。為此需要采用遠程視頻監控手段來節約人力成本，提高維護效率。

目前國內對高壓電力設備的監控主要有幾種方式。一是對監控設備進行改造升級，采用高速紅外攝像等技術，能夠實時監控高壓開關內部的高速清晰圖像，可對視頻圖像進行長時間的錄像、跟蹤、分析、鑒別，這一方式成本較高，且適用性不強。另一類則是基于目標檢測技術，如霍夫森林算法，這樣的技術方案往往計算量較大，難以實時捕捉開關狀態，且容易受到環境編號的影響。還有比如采用模態分析法來實現開關狀態識別的方法，通過采集開關的震動信號、溫度信號、圖像等多個信息來反映開關狀態，這一方法同樣存在成本較高，難以廣泛應用等問題，且由于涉及的設備較多，需要定時檢測調整以保障各個設備的穩定運行。

現有技術的方法普遍存在的成本較高，魯棒性和應用廣度不夠的問題。因此，亟需一種有效的檢測手段，實現高壓隔離開關狀態的實時監測，杜絕因隔離開關閉合不到位、過位等問題而產生的安全事故。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種基于背景差分和迭代搜索的高壓隔離開關狀態識別方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種基于背景差分和迭代搜索的高壓隔離開關狀態識別方法，包括以下步驟：

步驟1)，從視頻監控圖像中取多幀連續圖像序列，將多幀圖像序列中對應位置的像素點灰度值取中間值作為背景圖像中對應像素點的灰度值，獲取背景圖像；

步驟2)，對當前幀圖像和背景幀圖像進行差分運算，得到前景圖像；

步驟3)，通過陰影抑制法對前景圖像進行處理，標記出高壓隔離開關的位置；

步驟4)，當高壓隔離開關的位置發生變化時，通過迭代計算跟蹤高壓隔離開關的位置；

步驟5)，以上一幀的結果作為輸入循環迭代，獲取高壓隔離開關的運動軌跡；

步驟6)，獲取高壓隔離開關的運動軌跡后，根據開關追蹤點與中心線的夾角分析高壓隔離開關的狀態。

優選地，在所述步驟1)中，先對視頻監控圖像進行預處理，消除視頻監控圖像中的噪聲；然后對多幀連續圖像序列進行分幀處理，將多幀圖像序列中對應位置的像素點灰度值按從小到大排列，然后取中間值作為背景圖像中對應像素點的灰度值，完成背景建模，確定背景圖像。

優選地，在所述步驟2)中，設P_t(x,y)、F_t(x,y)分別為當前幀與背景幀圖像，K為前景灰度閥值，將當前幀與背景幀作灰度減法運算并取絕對值，若滿足|P_t(x,y)-F_t(x,y)|＞K，則該點為前景點，進一步得到前景圖像。