[发明专利]一种基于信号灯识别的机房设备故障检测装置与方法

说明书

本发明提供了一种基于信号灯识别的机房设备故障检测装置与方法，将水平导轨固定在机房顶部，并通过步进电机小车连接垂直导轨；图像采集器通过步进电机小车连接在垂直导轨上，可以保重图像采集器在机房实现空间运动；通过PLC和步进电机驱动器控制小车移动，从而实现了对图像采集器的移动控制，这样可以保证图像采集器与机房设备位置和角度保持相对固定；图像采集器将采集到的设备指示灯图像传入控制主机，并启动图像识别程序；设备指示灯图像通过色彩分割和外形检测初步确定指示灯在图像中的位置，将上述位置做对比确定最后指示灯位置候选区；位置候选区图像经分类器识别确定指示灯状态，并通过指示灯分布确定设备类型，同时输出设备故障类型。

技术领域

本发明涉及图像识别与自动化领域，主要用于实现机房设备自动故障检测与报警指示功能，包括一种信号灯识别方法与检测系统结构。

背景技术

机房作为工厂中现场设备与控制中心的连接点，在正常情况下是没有过多工作量，但是为了安全一般会有专门工作人员定时巡检。近年来自动化与图像识别技术得到了迅速发展，基于此建设机房设备自动检测系统成了许多相关工作者的研究目标。以上设备故障检测系统的主要难点是信号灯图像识别，由于每台设备的信号灯在面板上的分布不同，且指示灯色彩不同，且图像容易受到光照和采集设备角度不同的影响，给图像识别造成较大困难。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，故提出基于信号灯识别的机房设备故障检测装置与方法，其结构简单，实用性高，通过硬件设备设计可以克服设备信号灯图像采集时的角度和光照问题，使用多种图像检测方法相结合，提升指示灯识别精度。

本发明的技术方案：

基于信号灯识别的机房设备故障检测装置，包括：水平面导轨，垂直导轨，位置指示器，轨道小车，图像采集器，步进电机，步进电机驱动器，PLC，控制主机。

图像采集器固定在垂直轨道小车上，垂直轨道固定在水平面轨道小车上，通过垂直步进电机控制垂直轨道小车从而带动图像采集器的上下移动，水平面步进电机控制垂直轨道小车带动垂直导轨在水平面移动。控制主机负责发送需要检测设备的位置，PLC和步进电机驱动器控制步进电机转动角度，位置指示器主要作用是图像采集设备位置校验。上述设备可以使图像采集器与每台设备的相对位置与角度固定，可以较好的解决指示灯图像偏移问题与光照角度灯问题。

基于信号灯识别的机房设备故障检测方法，包括：指示灯色彩检测，设备指示灯外形检测，指示灯候选区融合提取，分类器识别，设备类型模板匹配，故障类型识别。

将采集到的设备指示灯图像，同步做指示灯色彩分割和外形检测(一般指示灯色彩为红，绿、黄、白等，外形为矩形或者圆形)，色彩分割在HSV空间通过不同色彩的色值提取，外形检测通过Hough变换直线检测或者圆形检测通过腐蚀膨胀和开闭集运算完成。把色彩分割和外形检测获取到的指示灯位置坐标进行重合度检验，并设定阈值，若超过阈值，则将两种方法得到的位置取并集作为指示灯位置候选区，否则重新采样并检测。将位置候选区的图像作为分类器的输入，识别指示灯的状态(包括不亮的指示灯)。将指示的位置分布与设备类型模版比较，确定设备类型，然后与数据库中指示灯亮灭情况对比确定该设备故障种类。根据设备类型以及指示灯状态确定故障类型。

本发明具有以下有益效果：首先，设备与识别方法简单，采购成本低廉，可以大范围推广；其次，通用性强，若有不同类型的新设备，只需要适当修改指示灯识别算法即可；

最后，最高识别精度与分类器有关，若有更好的分类器，只需要修改分类器即可。

附图说明

图1是本发明的设备结构示意图。

图2是本发明的指示灯识别方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明。