[發明專利]一種基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法

在審

• 申請號: 202010632478.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111784677A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 朱呂甫;李劍英;朱兆喆;朱兆亞
• 申請（專利權）人: 安徽炬視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/60;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 合肥律眾知識產權代理有限公司 34147
• 代理人: 黃珍玲

1.一種基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、通過攝像頭獲取刀閘的側視圖像，通過熱成像儀獲取刀閘側向的紅外成像；

S2、提取側視圖像中刀閘的邊緣圖像，將紅外成像與邊緣圖像進行復合疊加；

S3、根據疊加復合結果判斷刀閘是否處于完全閉合狀態，若刀閘處于完全閉合狀態，則直接輸出結果，否則進入S4；

S4、對識別模型進行深度學習訓練，將側視圖像輸入深度學習訓練的識別模型；

S5、利用滑動窗口選擇包含刀閘臂、靜觸頭在內的初選矩形框，并刪除初選矩形框中的背景圖像，得到二次矩形框，綜合各二次矩形框的圖像得到終選矩形框；

S6、識別判斷終選矩形框中刀閘臂、靜觸頭之間的夾角，確定刀閘臂張角。

2.根據權利要求1所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S2中提取側視圖像中刀閘的邊緣圖像，將紅外成像與邊緣圖像進行復合疊加，包括：根據像素對比度從側視圖像中提取刀閘的邊緣圖像，形成邊緣框架，再將紅外成像中與邊緣框架形狀相同的部分放入邊緣框架內，進行復合疊加。

3.根據權利要求2所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：所述根據像素對比度從側視圖像中提取刀閘的邊緣圖像之前，通過直方圖均衡化增強側視圖像的像素對比度。

4.根據權利要求2所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S3中根據疊加復合結果判斷刀閘是否處于完全閉合狀態，包括：若紅外成像中存在與邊緣框架形狀相同的部分，并能完全放入邊緣框架內，且完全放入邊緣框架內的部分顏色分布均勻，則判斷刀閘處于完全閉合狀態，否則進入S4。

5.根據權利要求1所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S4中對識別模型進行深度學習訓練，包括：利用攝像頭拍攝包含刀閘臂、靜觸頭在內的圖像集作為訓練集，利用高斯分布初始化卷積神經網絡的權值，并在訓練集上構建卷積神經網絡來迭代訓練識別模型。

6.根據權利要求5所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：所述訓練集中的圖像需要經過預處理，包括：采用高斯濾波對訓練集中的圖像進行去噪處理，通過直方圖均衡化增強訓練集中圖像的像素對比度。

7.根據權利要求1所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S5中滑動窗口采用多個尺寸不同的矩形窗口。

8.根據權利要求1所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S6中識別判斷終選矩形框中刀閘臂、靜觸頭之間的夾角之前，需要提取刀閘臂、靜觸頭的圖像，包括：對終選矩形框中的圖像進行銳化處理，對銳化處理后的圖像進行二值化處理，提取包含刀閘臂在內的刀閘臂直線，以及包含靜觸頭在內的陰影區域。

9.根據權利要求8所述的基于場景分析的單攝像頭刀閘臂張角識別方法，其特征在于：S6中識別判斷終選矩形框中刀閘臂、靜觸頭之間的夾角，確定刀閘臂張角，包括：判斷靜觸頭上與刀閘臂配合開口最后端點，在陰影區域內作出包含該點的豎直直線，確定刀閘臂直線、豎直直線之間的夾角，得到刀閘臂張角。