[发明专利]一种对开式刀闸运动状态的精确检测方法

说明书

本发明提出一种对开式刀闸运动状态的精确检测方法，包括采集对开式刀闸的实时监控视频，根据实时监控视频的初始帧图像同步确定刀闸的初始状态和运动方向；对于初始帧图像后的每一帧图像利用同样的方式依次进行精确分析，精确分析方式为：计算下一帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂之间的初始夹角，结合该帧图像的前一帧图像估算系统误差，结合系统误差利用加权移动平均法确定该帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂间的校正夹角，根据校正夹角精确分析该帧图像中刀闸的状态并记录；同样的方式继续处理下一帧图像，直至检测到刀闸停止运动，验证视频中刀闸运动的最终状态。本发明解决了对开式刀闸状态的实时检测精度低的问题。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种对开式刀闸运动状态的精确检测方法。

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，该情形会导致刀闸的左右刀闸臂之间产生电弧，造成火灾或威胁人身安全或造成漏电事件，损坏刀闸设备；因此，刀闸是否闭合到位需要准确的检测。

实际使用中，变电站需要对刀闸的开合状态进行实时检测，目前采用的主要技术方案是通过计算左右刀闸臂间的夹角获取刀闸的状态，但是采集设备架设的位置受限，计算速度达不到实时检测要求，不具备实际应用价值，而且，在刀闸臂间角度计算的过程中，存在系统误差以及图像噪声，导致刀闸臂间角度计算存在误差，影响刀闸实时状态的精确分析。此外，在对刀闸运动的实时状态分析时容易出现错误和跳变的情形，影响检测结果；在进行刀闸实时监控中，当刀闸停止运动后还继续检测分析，造成资源浪费，更容易对检测结果造成错误的影响。

发明内容

为了解决现有技术中刀闸状态实时状态分析出现跳变的问题，本发明提出一种对开式刀闸运动状态的精确检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种对开式刀闸运动状态的精确检测方法，包括：采集对开式刀闸的实时监控视频，根据实时监控视频的初始帧图像同步确定刀闸的初始状态和运动方向；对于初始帧图像后的每一帧图像利用同样的方式依次进行精确分析，对下一帧图像的精确分析方式为：计算下一帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂之间的初始夹角，结合该帧图像的前一帧图像估算系统误差，结合系统误差利用加权移动平均法确定该帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂间的校正夹角，根据校正夹角精确分析该帧图像中刀闸的状态并记录；同样的方式继续处理下一帧图像，直至检测到刀闸停止运动，验证视频中刀闸运动的最终状态。

优选的是，根据实时监控视频的初始帧图像同步确定刀闸的初始状态和运动方向的具体方式为：

未给定刀闸的初始状态和运动方向，获取实时监控视频第一帧图像中刀闸的状态，若第一帧图像中刀闸的状态是闭合，运动方向是从闭合到打开，若刀闸的状态是打开，运动方向是从打开到闭合，若刀闸的状态是虚合，继续检测下一帧图像直至刀闸的状态改变后再确定运动方向，第一帧图像中刀闸的状态为刀闸的初始状态，第一帧图像为初始帧图像；

给定刀闸的初始状态和运动方向，获取实时监控视频第一帧图像中刀闸的状态，用于验证初始状态，若第一帧图像中刀闸的状态与初始状态不一致，同样的方式依次处理下一帧图像，直至出现刀闸状态和初始状态一致的一帧图像，该帧图像至第一帧图像为初始帧图像。

优选的是，计算下一帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂之间的初始夹角的具体计算方式为：

利用采集实时监控视频的监控设备在同样的位置下获取对开式刀闸的任一帧图像，利用该帧图像建立对开式刀闸的刀闸臂的边界线模型并保存为模型文件，根据模型文件计算刀闸臂的中点和中线；

通过多种途径获取对开式刀闸的样本图像，利用深度学习对样本图像进行训练获取训练模型，利用训练模型对该帧图像进行检测，获取该帧图像中所有的刀闸区域和刀闸状态，再结合模型文件对该帧图像中的刀闸进行定位；