[發明專利]基于多特征模式匹配和模式分類的刀閘分合狀態識別方法

在審

• 申請號: 201811528032.3
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109376732A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 朱明增;李旭橫;劉榮洲;冀北振;劉小蘭;陳極萬;盧君;梁兆庭;莫梓櫻;高贊
• 申請（專利權）人: 朱明增;廣西電網有限責任公司賀州供電局
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/46;G06T7/00
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 韋錦捷

本發明公開了一種基于多特征模式匹配和模式分類的刀閘分合狀態識別方法，包括以下步驟：獲取待識別刀閘的圖像狀態信息，提取靜態圖像并做預處理，對于攝像機獲取的圖像，先將圖像灰度化，再采用灰度拉伸方法提高圖像對比度；對于紅外熱成像儀獲取的紅外圖像，將其像素灰度減去上一行或同一行的灰度均值，以提高圖像的信噪比；通過CPU處理器對圖像進行識別判斷，將判斷結果傳輸給調度臺系統。本發明不僅能夠避免帶地刀合閘事故的發生，且為電力設備可見故障的狀態監測提供了新的解決思路和更為豐富的技術手段，降低了電力設備故障發生率。

技術領域

本發明涉及電網調度管理技術領域，具體是一種基于多特征模式匹配和模式分類的刀閘分合狀態識別方法。

背景技術

刀閘開關是變電站最重要的電氣設備之一，其操作的正確與否直接關系到電力系統運行的安全。傳統的“五防”中有四項與刀閘操作有關。誤操作對電力系統危害極大，輕則損壞設備，重則造成人身傷亡和大面積停電等重大事故。特別是涉及到多個變電站接地刀閘的誤操作事故，例如，帶接地刀閘合閘誤操作事故簡稱帶地刀合閘，一般發生在線路停電檢修工作完畢后，一側變電站未斷開接地刀閘，另一側變電站就合閘送電，或者是帶電合接地刀閘誤操作事故簡稱帶電合地刀，一般發生在線路由運行到檢修時，一側變電站的斷路器和隔離開關還在合閘供電狀態時，另一側變電站就合接地刀閘。由于相關刀閘和開關通常分處兩地，相距甚遠，一般的“五防”裝置都難以解決此類問題。因此，其安全問題尤為突出。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種基于多特征模式匹配和模式分類的刀閘分合狀態識別方法，通過對刀閘圖像進行識別，進而檢測出刀閘觸頭實際位置，最終判斷刀閘是分位還是合位。

為了解決上述技術問題本發明采用如下技術方案：

一種基于多特征模式匹配和模式分類的刀閘分合狀態識別方法，包括以下具體步驟：

(1)采用紅外熱成像儀和攝像機獲取待識別刀閘的圖像狀態信息，并傳輸至變電站視頻監控系統；

(2)通過變電站視頻監控系統，提取待識別刀閘的靜態圖像；

(3)對提取的刀閘靜態圖像進行預處理，對于攝像機獲取的圖像，先將圖像灰度化，再采用灰度拉伸方法提高圖像對比度；對于紅外熱成像儀獲取的紅外圖像，將其像素灰度減去上一行或同一行的灰度均值，以提高圖像的信噪比；

(4)通過CPU處理器對圖像進行識別：

4.1)根據圖像的灰度邊緣特征、灰度區域特征、顏色特征、紋理特征以及幾何形狀特征，識別運算圖像是否存在明顯斷開點，判斷可見斷口刀閘是否處于斷開狀態；

4.2)根據紅外圖像上是否存在刀閘劇烈升溫的表現，判斷可見斷口刀閘是否處于開合不到位狀態；

4.3)根據紅外圖像上刀閘表面溫度場的分布情況，判斷不可見斷口刀閘是否處于未接通或接通不到位狀態；

(5)將刀閘狀態的判斷結果通過網絡通訊模塊傳輸給調度臺系統。

所述的步驟4.1)中，CPU處理器通過以下算法對圖像進行識別：

a)基于連通區域的識別算法，判斷刀閘的動觸頭和靜觸頭是否接觸；當圖像上動觸頭部分像素與靜觸頭部分像素連通，表示動觸頭與靜觸頭接觸，即刀閘處于閉合狀態；動觸頭部分像素與靜觸頭部分像素不連通，表示動觸頭與靜觸頭分離，即刀閘處于斷開狀態；