[发明专利]一种可视化接地刀闸状态视频识别系统及方法

说明书

本发明一种可视化接地刀闸状态视频识别系统及方法，可视化接地装置将接地刀闸实时画面以视频流的方式传输到视觉分析单元；视觉分析单元通过从中截取图像画面，完成视频流到图片格式的转换；再对转换后的图片进行屏蔽区域标识、亮度均衡调节及关键识别区域识别，然后输出接地刀闸当前状态数据，并以信号状态的形式供外部系统访问；信号处理单元访问视觉分析单元输出的刀闸信号状态数据，并综合机械行程开关信号进行运算后生成最终的接地设备信号状态。本发明实现了状态开关信号与视频状态信号的融合，可进一步提高系统的安全性，减少对人工的依赖性；有利于提高轨道交通生产安全。

技术领域

本发明涉及可视化接地技术领域，具体为一种可视化接地刀闸状态视频识别系统及方法。

背景技术

轨道交通中的可视化接地装置目前已得到大规模的应用，使地铁生产的效率和安全性得到了较大的提高。但是现有装置对行程开关和人工检视的依赖性较高，当其中一个环节出现问题或疏忽时，可能引起异常或事故。

传统可视化接地装置对接地刀闸分合闸状态的判定主要是以行程开关为主，并辅以通过装置内摄像头人工视频确认。当设备出现故障，行程开关异常，而同时操作人员未进行人工视频检查确认时，可能会引起设备或系统的运行异常，从而导致出现安全事故。

现有的技术方案中，一个可视化接地站控主机可以接入并管理多个可视化接地装置，可视化接地站控主机对所管理的可视化接地装置的设备状态只有通过刀闸状态开关信号进行判断，而可视化接地装置中摄像头采集的视频图像只具备实时人工查看功能。刀闸状态开关信号和视频图像数据分别由可视化接地站控主机的信号处理单元和视频监控单元分别处理，未进行必要的融合。

如图1所示，现有常规的刀闸状态视频识别技术主要是采用类似于车牌识别的方式，识别刀闸的轮廓边沿，然后对该轮廓边沿进行刀闸状态的判定。其主要过程为：

1、在视频流中获取图像；

2、对图像进行预处理(二值化处理、灰度处理等)；

3、识别图像中的外部轮廓(采用Canny等算子进行轮廓识别)；

4、检测出类似刀闸的轮廓；

5、根据刀闸轮廓判断刀闸的角度；

6、根据刀闸角度判断分合闸状态；

现有技术对可视化接地装置设备状态的检测完全依靠接地刀闸状态开关，一旦该开关出现故障会导致系统对状态的误判，给轨道交通、人身安全带来隐患。同时，可视化接地装置内摄像头所采集的视频图像，需人工查看确认，对人工的依赖性较高，可能由于人员疏忽而导致安全隐患。

现有视频识别技术还存在几个缺点：1、受设备周边光照条件的影响很大，光照稍差时，无法进行识别；2、设备长期运行老化后刀闸会产生较大色差，从而导致无法进行识别；3、现有图像处理过程中，图像预处理、外部轮廓识别等过程均需对图像进行多次分析和运算处理，识别算法耗时较长，一般为100ms以上。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种针对可视化接地刀闸状态关键特征识别的系统及方法，并且采用自研的处理过程，实现比现有的状态视频识别技术更高的识别准确性和识别效率，可使识别准确率得到极大提升，而且可在更短时间内完成刀闸状态的识别。技术方案如下：

一种可视化接地刀闸状态视频识别系统，包括可视化接地装置、视觉分析单元、信号处理单元和外部系统；可视化接地装置将接地刀闸实时画面通过内置摄像头以视频流的方式传输到视觉分析单元；视觉分析单元通过不断的从可视化接地装置发送的视频流中截取图像画面，完成视频流到图片格式的转换；再对转换后的图片进行分析和识别，输出接地刀闸当前状态数据，并以信号状态的形式供外部系统访问；