[發明專利]基于快速確定中線模型的對開式刀閘開合角度檢測方法

在審

• 申請號: 201910906101.8
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110717897A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 任昌;汪輝;任大明;劉晶
• 申請（專利權）人: 南京鑫和匯通電子科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/66;G06T7/68;G06K9/62;G01B11/26;G01R31/327
• 代理公司: 14106 山西華炬律師事務所
• 代理人: 楊秉一

本發明提出一種基于快速確定中線模型的對開式刀閘開合角度檢測方法，包括：采集模板圖像并對其中的刀閘進行定位獲取左絕緣子中心線、右絕緣子中心線、左中點和右中點，且根據其快速計算刀閘臂的中線；采集目標圖像并進行邊緣檢測，獲取邊緣線集合；計算刀閘臂的左中點和右中點到邊緣線集合中的每條邊緣線的距離，將不在閾值范圍內的距離所對應的邊緣線剔除，獲取更新邊緣線集合；利用中線將更新邊緣線集合左右區分，分別獲取左刀閘臂邊緣線集合和右刀閘臂邊緣線集合并進行對稱配對，確定最終的左右刀閘臂邊緣線；計算左刀閘臂和右刀閘臂之間的夾角。本發明解決了對開式刀閘在實際使用中難以快速準確檢測是否開合到位的問題，提高檢測精度。

技術領域

本發明涉及圖像識別技術領域，特別涉及一種基于快速確定中線模型的對開式刀閘開合角度檢測方法。

背景技術

刀閘是高壓開關電器中使用次數非常頻繁的一種電器，在電路中起隔離作用。在實際應用中，由于刀閘的長期運轉，會出現刀閘開合不到位的情形，該情形會導致刀閘的左右刀閘臂之間產生電弧。電弧是一種氣體放電現象，電流通過某些絕緣介質產生的瞬間火花可能，會造成火災或威脅人身安全；此外，電弧溫度極高，容易把絕緣材料燒毀，造成漏電事件或造成刀閘設備損壞；因此，刀閘的閉合狀態需要準確的檢測。

檢測對開式刀閘開合是否到位，實踐中主要需要依靠人工觀測；在現有技術中，也通過計算左右刀閘臂之間的角度，判斷刀閘開合的程度。目前計算左右刀閘臂之間的角度，國內外出現了許多計算方案，一種是對電路內部進行改動，增加傳感器或者信號燈；一種是基于數字圖像處理的方法，通過監控圖像對刀閘的開關狀態進行判斷，在基于數字圖像處理的方法中，由于背景復雜，對于刀閘難以正確匹配，降低檢測精度。此外，由于拍攝環境影響，圖像中刀閘臂邊緣模糊，影響檢測效果，無法快速準確檢測左右刀閘臂之間的角度。

發明內容

為了解決現有技術中難以快速準確檢測對開式刀閘是否開合到位的問題，本發明提出一種基于快速確定中線模型的對開式刀閘開合角度檢測方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于快速確定中線模型的對開式刀閘開合角度檢測方法，包括：

采集對開式刀閘的模板圖像，對圖像中刀閘進行定位獲取其左絕緣子中心線、右絕緣子中心線、左刀閘臂的左中點和右刀閘臂的右中點，并根據其快速計算刀閘臂的中線；

在同樣的位置利用同樣的設備采集同一對開式刀閘的目標圖像，對目標圖像進行邊緣檢測，獲取邊緣線集合；

將根據模板圖像計算的對開式刀閘的左中點和右中點對應到目標圖像中，得到目標圖像的刀閘臂的左中點和右中點，計算目標圖像的刀閘臂的左中點和右中點到邊緣線集合中的每條邊緣線的距離，將不在閾值范圍內的距離所對應的邊緣線剔除，獲取更新邊緣線集合；

利用中線將更新邊緣線集合左右區分，分別獲取左刀閘臂邊緣線集合和右刀閘臂邊緣線集合并進行對稱配對，確定左刀閘臂邊緣線和右刀閘臂邊緣線；

計算左刀閘臂和右刀閘臂之間的夾角。

優選的是，“對圖像中刀閘進行定位獲取其左絕緣子中心線、右絕緣子中心線、左刀閘臂的左中點和右刀閘臂的右中點”的具體方式為：

在計算機上設置一個程序，利用該程序打開模板圖像，根據模板圖像對刀閘臂上下邊界線進行描邊，畫出左絕緣子中心線和右絕緣子中心線；

若模板圖像中刀閘為閉合狀態，對整體刀閘臂的上下邊界進行描邊，獲取上下邊界線延長線分別與左絕緣子中心線延長線、右絕緣子中心線延長線的兩個交點，左側兩個交點的中點是左中點，右側兩個交點的中點是右中點；