[发明专利]一种能够快速识别电线的刀闸状态检测方法

说明书

本发明提出一种能够快速识别电线的刀闸状态检测方法，包括：建立模型文件，同等条件下采集同一刀闸的目标图像并进行边缘检测，获取边缘线集合；将不符合固定特征的边缘线剔除，获取第一更新边缘线集合，将其内的每条边缘线划分成多段，每一段记作分段边缘线，统计每条分段边缘线的局部区域范围内的灰度分布直方图；根据其分布直方图在其局部区域范围内寻找其作为分段电线的边界线，实现电线识别，将所有电线剔除，获取第二更新边缘线集合；将第二更新边缘线集合根据刀闸的特性对称区分，确定最终的第一刀闸臂边缘线和第二刀闸臂边缘线。本发明的方法识别精度高，检测速度快，能够有效帮助剔除电线对刀闸臂边缘线的干扰，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种能够快速识别电线的刀闸状态检测方法。

背景技术

刀闸是高压开关电器中使用次数非常频繁的一种电器，在电路中起隔离作用。在实际应用中，由于刀闸的长期运转，会出现刀闸闭合或打开不到位的情形，该情形会导致刀闸臂之间产生电弧。电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质产生的瞬间火花可能，会造成火灾或威胁人身安全；此外，电弧温度极高，容易把绝缘材料烧毁，造成漏电事件或造成刀闸设备损坏；因此，刀闸的闭合状态需要准确的检测。

检测刀闸开合是否到位，实践中主要需要依靠人工观测；在现有技术中，也通过计算刀闸臂之间的角度，判断刀闸开合的程度。目前计算刀闸臂之间的角度，国内外出现了许多计算方案，一种是对电路内部进行改动，增加传感器或者信号灯；一种是基于数字图像处理的方法，通过监控图像对刀闸的开关状态进行判断，在基于数字图像处理的方法中，由于背景复杂，对于刀闸难以正确匹配，降低检测精度。此外，由于拍摄环境影响，电线干扰，图像中刀闸臂边缘模糊，难以区分刀闸臂边缘线和电线，影响检测效果，无法准确检测刀闸臂之间的角度。

发明内容

为了解决现有技术中难以区分刀闸臂边缘线和电线以及刀闸状态检测不准确的问题，本发明提出一种能够快速识别电线的刀闸状态检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种能够快速识别电线的刀闸状态检测方法，采集刀闸的模板图像，根据模板图像建立该型号刀闸臂的边界线模型并保存为模型文件；

在同样的位置利用同样的设备采集同一刀闸的目标图像，对目标图像进行边缘检测，获取边缘线集合；

将根据模型文件计算的刀闸的固定特征点对应到目标图像中，将不符合固定特征的边缘线剔除，获取第一更新边缘线集合；

遍历第一更新边缘线集合内的每条边缘线，将任一条边缘线划分成多段，每一段记作分段边缘线，统计每条分段边缘线的局部区域范围内的灰度分布直方图；

对于每条边缘线的每一条分段边缘线，根据其分布直方图在其局部区域范围内寻找其作为分段电线的边界线，并记录其两侧背景区域的灰度值和两侧边界线间的宽度；对于每条边缘线，计算其所有的分段边缘线作为分段电线的边界线的两侧背景区域的灰度值的平均值和两侧边界线间的宽度的平均值，作为其两侧的背景区域灰度值和当前边缘线作为电线的宽度；计算每条边缘线两侧的背景区域灰度值的差值，给定平均灰度差阈值和平均宽度阈值，差值小于平均灰度差阈值且宽度小于平均宽度阈值的边缘线则判定为电线，将所有的电线剔除，获取第二更新边缘线集合；

将第二更新边缘线集合根据刀闸的特性对称区分，分别获取第一刀闸臂集合和第二刀闸臂集合并进行对称配对，确定最终的第一刀闸臂边缘线和第二刀闸臂边缘线，计算第一刀闸臂和第二刀闸臂间的夹角。

优选的是，“将任一条边缘线划分成多段，每一段记作分段边缘线，统计每条分段边缘线的局部区域范围内的灰度分布直方图”的具体方式为：