[发明专利]一种基于定标的刀闸状态视觉识别方法

说明书

本发明公开了一种基于定标的刀闸状态视觉识别方法，包括以下步骤：1、在活动刀闸上蚀刻出长方形的标志区域，该区域采用红色填充；2、工程配置标定：对该设备活动刀闸的相关状态位置进行标定，并自动记录并保存各个刀闸状态位置时标志区域的相关数据；3、运行视觉识别：为设备完成调试后投入运行时，进行刀闸状态视觉识别的阶段，根据标定数据自动完成刀闸状态的识别。本发明方法具有极大的适应性，识别准确率极高且稳定可靠，同时视觉分析的方法简洁，系统资源占用少，识别效率更高。

技术领域

本发明涉及刀闸检测领域，特别是一种基于定标的刀闸状态视觉识别方法。

背景技术

电力系统（包括轨道交通）中随着大量自动化设备的应用，使得地铁生产的效率和安全性得到了较大的提高。这些电力设备大量采用刀闸对电的使用进行控制，是这些设备的关键部件，同时刀闸状态的准确性直接关系用电的安全，极为重要。

当前，这些设备的刀闸状态主要靠刀闸分合闸动作带动附属的机械行程开关，使机械行程开关的状态发生改变从而对外传输出刀闸分合闸的状态。但是当设备出现故障，行程开关异常而系统和人员均无法获知时，操作设备将会造成用电安全事故，造成很大的损失。为了避免该情况的发生，目前很多设备内均增加了摄像头，可以通过该摄像头把刀闸的状态传输到操作人进行人工确认，但是当设备出现故障，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，同样会导致出现安全事故。

为了解决该问题，一些厂家开始使用计算机视觉分析技术自动对刀闸的状态进行分析，以此替代人工视频确认步骤。使用的视觉分析技术主要基于全画面特征查找，并根据该特征进行判定刀闸的分合闸状态。但是从实际使用情况来看，目前所使用的刀闸状态视觉分析技术和方法系统资源占用高、识别效率低，且易受环境干扰，准确率和可靠性不高，无法替代人工视频确认。

如图1所示，特征区域为一块在刀闸上以特殊颜色蚀刻的区域，区域形状和颜色根据使用的算法不同而不同。现有的技术方案视觉分析过程主要包括以下步骤：1、软件连接并登陆设备内置摄像头；2、软件通过摄像头获取一张图像；3、对该图像进行全画面预处理；4、在该全画面图像中通过不同的方法识别出活动刀闸（或特征区域）；5、计算识别出的活动刀闸（或特征区域）的角度；6、根据该角度判断分合闸状态。现有技术方案使用的视觉分析技术在刀闸状态分析时是基于整个图像画面的计算和处理。在图像预处理阶段需基于整个画面进行处理；在查找活动刀闸（或特征区域）时也是基于全图像的查找。外部光线的强弱很容易对捕获到的图像产生影响，导致无法准确的查找到活动刀闸（或特征区域），从而导致识别失败，识别准确性和可靠性较低；同时处理过程基于整个图像进行处理，因此计算量大，占用资源高，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于定标的刀闸状态视觉识别方法，极大的容忍环境干扰，具有极大的适应性，识别准确率极高且稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于定标的刀闸状态视觉识别方法，包括以下步骤：

步骤1：在活动刀闸上蚀刻出长方形的标志区域，该区域采用红色填充；

步骤2：工程配置标定，包括：

1）确定需标定的设备，并操作设备改变刀闸状态；

2）当设备的刀闸状态变化后，自动从设备的摄像头获取该刀闸的当前图像；

3）在图像中，人工标示出标志区域；

4）通过图像分析算法识别出该标志区域完整图形，并记录保存该标志区域的相关形态数据，包括位置、大小、角度，建立标志区域数据与刀闸状态的关联；

5）再次操作设备，切换刀闸到下一个状态，并在新捕获的刀闸图像中进行标定；

6）依次完成所有刀闸状态的标定；