[发明专利]一种有阴影光照下矩形状电器件的定位方法

说明书

本发明涉及一种有阴影光照下矩形状电器件的定位方法。主要解决利用基于图像点特征的配准法在多种仪表仪器自动定位识别过程中有阴影存在下效果不理想的技术问题。本发明首先由巡检机器人获取到仅包含指定矩形状器件的彩色图像，对该彩色图像的R通道图像分别进行阈值分割和形态学操作得到去除噪声后的二值图像；然后在该二值图像中抽出面积最大区域的轮廓线，通过设定面积阈值来判断该区域是否为目标器件，并利用目标矩形状器件所在区域的轮廓线来求得最小外接矩形；最后借助像素垂直和水平投影法消除阴影影响，从而得到图像中的矩形状电器件的精确位置。本发明通过上述方法能够实现在有阴影光照下矩形状电器件的高精度定位。

技术领域

本发明涉及图像中目标物体定位方法，特指一种有阴影光照下矩形状电器件的高精度定位方法。

背景技术

在配电站中，用巡检机器人替代人工巡检逐步成为一种需求和趋势。巡检机器人要识别配电柜上的各种电器状态和示数，首先要解决各种电器件的定位问题。

目前，我们主要采用基于图像点特征的配准方法进行定位识别。如国际计算机视觉杂志“尺度不变关键点的特征图像”（Lowe D G. Distinctive image features fromscale-invariant keypoints[J]. International journal of computer vision, 2004,60(2): 91-110.），计算机视觉杂志“SIFT或SURF的有效替代品”（Rublee E, Rabaud V,Konolige K, et al. ORB: An efficient alternative to SIFT or SURF[C]//ComputerVision (ICCV), 2011 IEEE international conference on. IEEE, 2011: 2564-2571.），欧洲计算机视觉会议杂志“特性有效加速显示”（Bay H, Tuytelaars T, Van GoolL. Surf: Speeded up robust features[C]//European conference on computervision. Springer, Berlin, Heidelberg, 2006: 404-417.）；首先提取模板图像的特征，再生成特征描述子，最后根据描述子的相似程度对两幅图像的特征之间进行匹配。如张文杰“基于图像配准与视觉显著性检测的指针仪表识别研究”， 重庆大学, 2016；利用计算机视觉、图像处理与模式识别技术，提出一种基于特征的图像配准技术，消除指针读数识别过程由于仪表图像变形造成的视觉测量误差，实现变电站场景中仪表读数的自动、准确识别。利用基于图像点特征的配准法在多种仪表仪器自动定位识别过程中均取得较好的检测、识别效果。但在有阴影光照下，效果并不理想。

发明内容

针对基于图像配准方法直接识别带有光照阴影的矩形状器件效果不理想的问题，本发明旨在提供一种有阴影光照下矩形状电器件高精度定位方法，为后续针对目标器件的示数识别提供准确的定位信息。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种有阴影光照下矩形状电器件的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

1．由巡检机器人获取指定矩形状器件的彩色图像；

2. 对彩色图像的R通道图像二值化阈值分割处理；

3. 利用形态学操作对二值化图像作降噪处理；

4. 抽取目标矩形状器件的轮廓线；

5. 求最小外接矩形作为目标器件的初始位置；

6. 利用像素垂直和水平投影的方法消除阴影影响；

7. 得到目标器件的精确定位。

所述的步骤2包括：

2.1 获取R通道图像。