[发明专利]基于角度步长的变电站指针式仪表识别方法

说明书

本发明涉及一种基于角度步长的变电站指针式仪表识别方法，属于仪表识别的技术领域。本发明采用霍夫梯度法提取圆形刻度轮廓，在待检圆形刻度轮廓上选择匹配遍历点P，并得到匹配遍历点P对应动态ROI以及动态ROI的Hu不变矩，通过动态ROI的Hu不变矩以及指针模板的Hu不变矩计算图像相似度，在得到最大的图像相似度后，能确定待检指针仪表图像中指针所在的位置，且根据指针所在位置与待检指针仪表图像中的刻度、量程对应关系，得到待检指针仪表图像对应的指针示数，通过采用角度步长进行遍历匹配，避免大量不相关区域匹配的搜索，显著减少遍历次数，提高识别的精度以及可靠性。

技术领域

本发明涉及一种识别方法，尤其是一种基于角度步长的变电站指针式仪表识别方法，属于仪表识别的技术领域。

背景技术

安全生产是电力企业各项工作的基础，随着电网的不断建设发展，变电站的数量日益增加，安全生产确保电网稳定运行显得尤为重要。变电运维在电力系统中承担着变电站的运维管理、倒闸操作和事故处理等重要工作，是保证电网安全、稳定和经济运行的执行者，安全压力逐渐增大。为加强变电运维安全管理，预防变电站安全事故，许多研究机构和公司都在积极研究实用于变电运维现场的安全防护技术，力求保证变电运维作业现场的可控、能控。

现阶段，许多的电力企业已经建设集中式远程图像监控系统。它可以对各个运行设备，输电线路等进行实时视频监控，将各监视点，如主控制室、高压室设备情况、断电器、隔离刀闸、室外场地、仪表指针等现场图像通过通信网络实时地传输到监控中心或调度中心，以便实时监控各电力设备的运行状况并在电力设备出现非正常状况时及时报警，使工作人员能够实时掌握整个供电系统的运行状况，能够及时根据报警处理各设备出现的非正常状况，保障整个系统的正常运行。

变电站实施图像监控，很好的解决了变电站无人看守，或者有人看守时看守人员的安全问题。仪表指针位置识别就是变电站图像监控的一种常见应用，对此，现阶段比较可行的方法有同心圆环搜索法、剪影法、Hough直线变换法等，但是这些方法存在着诸如易受光照影响、对较粗指针由于阴影的存在对其辨识度不够、与人工读数相差大等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于角度步长的变电站指针式仪表识别方法，其采用角度步长进行遍历匹配，避免大量不相关区域匹配的搜索，显著减少遍历次数，提高识别的精度以及可靠性。

按照本发明提供的技术方案，一种基于角度步长的变电站指针式仪表识别方法，所述指针式仪表识别方法包括如下步骤：

步骤1、提供正常指针仪表图像，并提取所述正常指针仪表图像中的圆形刻度轮廓，将提取的圆形刻度轮廓作为指针模板，且计算指针模板的Hu不变矩；

步骤2、提供待检指针仪表图像，并提取所述待检指针仪表图像中的待检圆形刻度轮廓，以提取待检圆形刻度轮廓的圆心为原点建立坐标系，以得到待检圆形刻度轮廓的圆心坐标以及待检圆形刻度轮廓的半径；

步骤3、在上述待检圆形刻度轮廓上选取匹配遍历点P，所述匹配遍历点P为指针与刻度圆的交界点，以α作为起始角，β作为终止角，θ作为采样步长，得到匹配遍历点P对应的动态ROI，且计算得到匹配遍历点P对应动态ROI的Hu不变矩；

步骤4、将上述匹配遍历点P对应动态ROI的Hu不变矩与指针模板的Hu不变矩进行相似性计算，以得到匹配遍历点P对应动态ROI与指针模板间的图像相似值；

步骤5、在上述待检圆形刻度轮廓上，对匹配遍历点P增加一个采样步长θ，重复上述步骤，直至匹配遍历点P将待检圆形刻度轮廓遍历完，从而得到若干匹配遍历点P对应动态ROI与指针模板间的图像相似值；

步骤6、确定上述所有匹配遍历点P对应动态ROI与指针模板间图像相似值中的最大值，从而确定待检指针仪表图像中指针所在的位置，且根据指针所在位置与待检指针仪表图像中的刻度、量程对应关系，得到待检指针仪表图像对应的指针示数。