[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于圖像識(shí)別的異常檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811457914.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109598713A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐昊;王偉;李璨;盧頔;汪文明;朱騁;王芳;張學(xué)英;易航;李東;王玨;楊虎軍;婁路亮;陳曉東;裴慧峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京宇航系統(tǒng)工程研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/90;G06K9/00;G06K9/32
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于圖像識(shí)別的異常檢測(cè)方法，具體步驟為：(1)對(duì)組件進(jìn)行標(biāo)記，得到所有組件的位置信息；(2)在有指示燈的情況下，對(duì)指示燈的亮滅和顏色進(jìn)行識(shí)別，在有儀表盤(pán)的情況下，對(duì)儀表盤(pán)的讀數(shù)進(jìn)行識(shí)別。利用上述方法，能夠?qū)ρb備在值班、維修、發(fā)射過(guò)程中用戶(hù)所關(guān)注的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，用于輔助值班人員、維修人員、指揮人員開(kāi)展各自工作，降低工作難度、減少失誤概率、提高工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于圖像識(shí)別的異常檢測(cè)方法，屬于運(yùn)載火箭的圖像識(shí)別技術(shù)。

背景技術(shù)

航天器是功能、組成十分復(fù)雜的系統(tǒng)。通過(guò)監(jiān)測(cè)航天器的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控它們是否處于異常運(yùn)行狀態(tài)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理航天器的運(yùn)行故障，對(duì)于確保航天器的運(yùn)行可靠性具有極為重要的意義。設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)今機(jī)械，軍工等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)建立在故障機(jī)理、傳感器技術(shù)、信息檢測(cè)技術(shù)等技術(shù)上的綜合性技術(shù)。在生產(chǎn)、研發(fā)環(huán)境中使用先進(jìn)的設(shè)備檢測(cè)技術(shù)，能夠有效降低事故率、設(shè)備成本和人力成本。英國(guó)國(guó)有化企業(yè)采用設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)之后，每年的檢修費(fèi)用從35億英鎊減小到了20億英鎊；美國(guó)1980年用于設(shè)備檢修、維護(hù)費(fèi)用為2460億美元，采用設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)之后，費(fèi)用則節(jié)省了三分之一。

而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，圖像識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)新的領(lǐng)域。圖像識(shí)別技術(shù)的研究目標(biāo)是根據(jù)觀測(cè)到的圖像，對(duì)其中的物體分辨及識(shí)別，并作出有意義的判斷。借助圖像識(shí)別技術(shù)，不僅可以使用計(jì)算機(jī)通過(guò)圖像更快地獲取信息，也能產(chǎn)生一些新的信息交互方式。隨著該技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的圖像識(shí)別技術(shù)被應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)一般由人工進(jìn)行狀態(tài)判斷，在許多情況下容易出現(xiàn)漏判，如指示燈的短時(shí)間亮滅、儀表盤(pán)指針的瞬間晃動(dòng)。通常通過(guò)人工對(duì)狀態(tài)進(jìn)行手工記錄，記錄不易進(jìn)行數(shù)字化、電子化，無(wú)法與其他數(shù)據(jù)進(jìn)行深入關(guān)聯(lián)分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于圖像識(shí)別的異常檢測(cè)方法，以提高裝備自動(dòng)化水平，降低人員監(jiān)測(cè)帶來(lái)的的風(fēng)險(xiǎn)，提高發(fā)射系統(tǒng)的可靠性和安全性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

一種基于圖像識(shí)別的異常檢測(cè)方法，具體步驟為：

(1)組件定位：對(duì)組件進(jìn)行標(biāo)記，并采集標(biāo)記后的原始圖像，對(duì)原始圖像進(jìn)行二值化處理，得到組件所在設(shè)備的黑白圖像，并對(duì)黑白圖像進(jìn)行邊界識(shí)別，得到所有組件的位置信息；

(2)對(duì)組件狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別：組件狀態(tài)包括指示燈的亮滅和顏色、儀表盤(pán)的讀數(shù)；

在有指示燈的情況下，對(duì)指示燈的亮滅和顏色進(jìn)行識(shí)別：

根據(jù)指示燈點(diǎn)亮狀態(tài)下和關(guān)閉狀態(tài)下指示燈所在區(qū)域亮點(diǎn)所占比例的平均值設(shè)定亮點(diǎn)閾值，計(jì)算指示燈所在的黑白圖像區(qū)域亮點(diǎn)所占比例，如果該比例高于亮點(diǎn)閾值，則認(rèn)為該指示燈為點(diǎn)亮狀態(tài)，反之則為關(guān)閉狀態(tài)；

如果指示燈為點(diǎn)亮狀態(tài)，則通過(guò)指示燈區(qū)域的原始圖像，計(jì)算該區(qū)域中每個(gè)點(diǎn)的顏色，并統(tǒng)計(jì)每種顏色像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，取像素點(diǎn)個(gè)數(shù)最多的顏色為該指示燈的顏色；

在有儀表盤(pán)的情況下，對(duì)儀表盤(pán)的讀數(shù)進(jìn)行識(shí)別：

對(duì)儀表盤(pán)區(qū)域的原始圖像進(jìn)行直線(xiàn)提取，選取其中最長(zhǎng)直線(xiàn)為指針?biāo)谖恢茫粚?duì)儀表盤(pán)區(qū)域的刻度進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)對(duì)稱(chēng)刻度的連線(xiàn)與指針?biāo)谖恢弥本€(xiàn)的夾角，判斷儀表盤(pán)刻度。

步驟1中還可以通過(guò)高斯濾波算法對(duì)黑白圖像進(jìn)行圖像去噪，得到消除了噪點(diǎn)的黑白圖像。

通過(guò)Sobel算子實(shí)現(xiàn)對(duì)黑白圖像邊界的識(shí)別。

Sobel算子為包含兩組3x3的矩陣，橫向模板Gx和縱向模板Gy分別為：

圖像的每一個(gè)像素的梯度的大小