[發(fā)明專利]一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法

有效

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• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113537224B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 梁煒;張吟龍;苑明哲;苑旭東;王愷;李世明;彭士偉;夏曄
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所;廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所
• 主分類號: G06V10/26
• 分類號: G06V10/26;G06V10/44;G06V10/28;G06V10/42;G06V10/30;G06V10/762;G06V10/764;G06V10/48
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在配電柜面板的四個角點處分別設置邊界特征點，獲取含有邊界特征點的配電柜面板圖像；所述配電柜面板圖像包含開關序列；

2)提取配電柜圖像中的邊界特征點；若提取邊界特征點失敗，則返回步驟1)重新提取邊界特征點，反之，若邊界特征點提取成功，則進入到下一步驟；

3)對含有邊界特征點的配電柜圖像進行透視投影變換，得到矯正后的配電柜目標圖像；

4)對矯正后的配電柜目標圖像進行目標區(qū)域背景移除，提取包含開關序列的目標區(qū)域二值圖像；

5)對二值圖像通過聚類進行分組，得到開關序列中每組開關的組頭區(qū)域和組成員區(qū)域；

6)對二值圖像進行形態(tài)學濾波；

7)對經(jīng)形態(tài)學濾波后的二值圖像中組頭區(qū)域和組成員區(qū)域進行判別性特征提取，識別開關的開閉狀態(tài)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法，其特征在于，所述步驟2)中提取配電柜圖像的邊界特征點，具體包括以下步驟：

步驟1：通過Canny邊緣檢測方法提取配電柜圖像中的邊緣信息；

步驟2：將邊緣信息通過霍夫變換提取配電柜圖像邊緣的四個角點位置，即邊界特征點。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法，其特征在于，所述步驟1中通過Canny邊緣檢測方法提取圖像的邊緣信息，具體包括以下步驟：

步驟1.1：預先設定RGB閾值來提取配電柜圖像的角點區(qū)域；配電柜圖像邊緣為圖像邊框；

步驟1.2：通過Canny邊緣檢測方法來提取角點區(qū)域的邊界特征點邊緣信息，即邊界特征點區(qū)域輪廓。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法，其特征在于，所述步驟2中利用霍夫變換計算得到配電柜圖像中邊界特征點區(qū)域輪廓的中心點坐標，即邊界特征點，

記為{P₁,P₂,P₃,P₄}，

其中，P₁＝(x₁,y₁)為圖像邊框左上方的角點坐標，P₂＝(x₂,y₂)為圖像邊框右上方的角點坐標，P₃＝(x₃,y₃)為圖像邊框左下方的角點坐標，P₄＝(x₄,y₄)為圖像邊框右下方的角點坐標。

5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種基于視覺的配電柜開關狀態(tài)自動識別方法，其特征在于，步驟3)，具體包括以下步驟：

通過透視投影變換后四個邊界特征點對應坐標其中為變換后圖像邊框左上方的角點坐標；為變換后圖像邊框右上方的角點坐標；為變換后圖像邊框左下方的角點坐標；為變換后圖像邊框右下方的角點坐標；

根據(jù)邊界特征點{P₁,P₂,P₃,P₄}和透視投影變換后的邊界特征點計算透視投影變換矩陣T，計算模型如下：

其中，為變換后圖像邊框邊界特征點的橫坐標，為變換后圖像邊框角點的縱坐標，x_i為圖像邊框的角點橫坐標，y_i為圖像邊框的角點縱坐標；

對原始的配電柜圖像Img_ori中每個點I＝(x,y)計算，得到對應的透視投影變換后的每個點進而得到透視投影變換校正后的配電柜目標圖像Img_new。