[發明專利]一種用于旋鈕開關的檔位識別方法和系統

有效

• 申請號: 202010954208.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112116540B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 陳嘉華
• 申請（專利權）人: 福建省海峽智匯科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T7/11;G06V10/44;G06V10/22;H01H19/02
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 肖琨

本發明給出了一種用于旋鈕開關的檔位識別方法和系統，包括利用目標檢測算法識別圖片中包含旋鈕開關的區域，分割獲取包含旋鈕開關的第一圖片；對包含旋鈕開關的圖片進行二值化處理后，進行去噪獲得第二圖片；篩選第二圖片中的旋鈕開關的矩形邊框，將矩形邊框擺正；裁剪矩形邊框獲取第二圖片中的旋鈕輪廓，對旋鈕輪廓進行橢圓擬合，獲取旋鈕輪廓的橢圓區域、橢圓角度和中心點；篩選橢圓區域內的標記輪廓，并獲得標記輪廓的角度；響應于標記輪廓的角度與旋鈕輪廓的角度差值大于預設角度，利用標記輪廓的角度根據旋鈕的檔位數轉換為對應的檔位，否則利用橢圓角度根據旋鈕的檔位數轉換為對應的檔位。利用該方法和系統可以快速獲得旋鈕開關的檔位狀態。

技術領域

本發明涉及機器人視覺的圖像處理技術領域，尤其是一種用于旋鈕開關的檔位識別方法和系統。

背景技術

電力儀表作為電網建設的終端單元，廣泛應用于變電站場所。由于變電站中儀表種類繁多，人為檢定的工作效率極低，難以適應當前大量儀表需要檢定的情況，并且可能存在主觀的觀察誤差問題。旋鈕開關又稱組合開關，與刀開關的操作不同，它是左右旋轉的平面操作。旋鈕開關一般具有多觸點、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等優點，多用于機床電氣控制線路中電源的引入開關，起著隔離電源作用，還可作為直接控制小容量異步電動機不頻繁起動和停止的控制開關。目前對旋鈕開關位置的檢查是依靠人工巡檢，防范其錯誤置位的主要方法是依靠嚴格的規章制度。這對工作人員有極大的依賴。在一些需要大量識別場景，如電力系統、指針儀表檢定等，獲取儀表示數的準確與否很大程度上依賴操作員的責任心與視覺疲勞程度，在識別過程中容易出現失誤，若要及時發現失誤則需要增加工作量，否則可能會造成嚴重的后果。傳統的人工識別方式，不但造成了人力資源的浪費，往往不能達到理想的識別效果。現有機器視覺識別方法針對旋轉開關的算法復雜，識別率不高且成本過高。

發明內容

為了解決現有技術中的人工檢定的效率低、容易出現失誤或誤差以及智能識別儀表技術中的算法復雜、識別率低下、成本高昂等技術問題，本發明提出了一種用于旋鈕開關的檔位識別方法和系統，用以解決上述技術問題。

在一個方面，本發明提出了一種用于旋鈕開關的檔位識別方法，包括以下步驟：

S1：利用目標檢測算法識別圖片中包含旋鈕開關的區域，分割獲取包含旋鈕開關的第一圖片；

S2：對包含旋鈕開關的圖片進行二值化處理后，進行去噪獲得第二圖片；

S3：篩選第二圖片中的旋鈕開關的矩形邊框，將矩形邊框擺正；

S4：裁剪矩形邊框獲取第二圖片中的旋鈕輪廓，對旋鈕輪廓進行橢圓擬合，獲取旋鈕輪廓的橢圓區域、橢圓角度和中心點；

S5：篩選橢圓區域內的標記輪廓，并獲得標記輪廓的角度；以及

S6：響應于標記輪廓的角度與旋鈕輪廓的角度差值大于預設角度，利用標記輪廓的角度根據旋鈕的檔位數轉換為對應的檔位，否則利用橢圓角度根據旋鈕的檔位數轉換為對應的檔位。

優選的，步驟S2之前還包括：計算第一圖片的像素點的亮度均值，響應于亮度均值小于預設亮度值，調整第一圖片的像素點的亮度均值以使得第一圖片的亮度增大。調整圖片的亮度有助于對后續旋鈕檔位的識別。

進一步優選的，調整第一圖片的像素點的亮度均值以使得第一圖片的亮度增大具體為：取第一圖片的亮度值的10％為最小值，90％為最大值，響應于第一圖片中的像素點的亮度值小于最小值，則用最小值替代該像素點的亮度值；響應于第一圖片中的像素點的亮度值大于最大值，用最大值替代該像素點的亮度值；將第一圖片的像素點拉伸到0-255。利用上述方法可以有效地提升圖片整體的亮度，且不會造成對后續識別過程的影響。

優選的，步驟S2中的去噪具體包括將二值化后的圖片進行膨脹后腐蝕，去除圖片內的小像素噪點。膨脹腐蝕后去除噪點可以進一步提升圖片的質量，為后續輪廓的篩選擬合提供更高質量的圖像基礎。