[发明专利]一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法

权利要求书

1.一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，其特征在于，包括圆形指示灯位置的定位过程与所述圆形指示灯状态的识别过程，具体的所述圆形指示灯位置的定位过程包括以下步骤：

S101：根据圆形指示灯的RGB三基色的原始彩色图像I_rgb转为灰度图I_gray，转换后的所述灰度图I_gray的灰度值gray＝0.299×r+0.587×g+0.114×b，其中，r、g与b分别为原始彩色图像I_rgb中的红色、绿色与蓝色的像素值；

S102：对所述灰度图I_gray进行双边滤波；

S103：利用Canny边缘检测算子对所述灰度图I_gray进行双边检测，获得边缘特征图I_edge；

S104：对所述步骤S103中获得的所述边缘特征图I_edge进行霍夫圆检测，得到所述圆形指示灯的圆形估计区域；

S105：计算所述边缘特征图I_edge中每个边缘点与所述圆形估计区域的圆心的距离，并保存满足预设距离阈值范围的边缘点；

S106：根据过所述边缘点与所述圆形估计区域的圆心的直线与水平轴之间的夹角大小对满足所述预设距离阈值范围的边缘点进行排序从而获得边缘点集；

S107：对所述步骤S106中所述边缘点集进行划分为n份边缘点集，n＞0，并采样m份边缘点集，其中，0＜m≤n，并根据最小二乘法对采样的m份边缘点集进行二次圆拟合，重复进行采样并进行二次圆拟合步骤，从而获得种拟合圆结果，所述拟合圆结果包括对所述圆形指示灯的圆心与半径的估计值；

S108：筛选满足预设阈值的拟合圆结果，分别计算满足所述预设阈值的拟合圆结果对应的所述圆形指示灯的圆心与所述圆形指示灯的半径的平均值，获得所述圆形指示灯的圆心位置与半径，从而确定所述圆形指示灯的定位区域；

经过所述步骤S108确定所述圆形指示灯的定位区域后，对所述圆形指示灯状态的识别，具体的所述圆形指示灯状态的识别过程包括以下步骤：

S109：将所述圆形指示灯的RGB三基色的原始彩色图像I_rgb转为灰度图I_gray2，转换后的所述灰度图I_gray2的灰度值gray2＝0.5×(r+g+b-min{r,g,b}),其中，r、g与b分别为原始彩色图像I_rgb中的红色、绿色与蓝色的像素值；

S110:通过所述灰度值gray2分别计算所述圆形指示灯的所述定位区域的平均亮度与所述圆形指示灯的背景区域的平均亮度，其中，所述圆形指示灯的所述背景区域是预先设立的矩形区域内除所述圆形指示灯的定位区域之外的区域，所述预先设立的矩形区域是以所述圆形指示灯的圆心位置为中心点，其边长大于所述圆形指示灯的直径；

S111：基于所述圆形指示灯的RGB三基色的原始彩色图像I_rgb，分别计算所述圆形指示灯的所述定位区域内的红色、绿色与蓝色三个基色通道的像素平均值；

S112：计算所述圆形指示灯的定位区域的平均亮度与所述圆形指示灯的背景区域的平均亮度的差值，当所述圆形指示灯的定位区域的平均亮度与所述圆形指示灯的背景区域的平均亮度的差值满足第一预设条件时，同时，所述圆形指示灯的定位区域对应的红色、绿色与蓝色三个基色通道的像素平均值满足第二预设条件时，则判定所述圆形指示灯的状态为开启状态。

2.根据权利要求1所述的配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，其特征在于，所述步骤S105具体包括：以所述圆形指示灯的初步估计区域的中心点为原点建立二维坐标系，则所述圆形指示灯的圆心定义为(a，b)，所述圆形指示灯的半径定义为r，计算所述边缘特征图I_edge中每个边缘点与所述圆形指示灯的所述圆心(a，b)的欧式距离dis，并将欧式距离dis满足(1-λ)×r≤dis≤(1+λ)×r条件的边缘点保存在edgeArray数组中，其中，0＜λ＜1。

3.根据权利要求1或2所述的配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，其特征在于，所述步骤S106中的排序方法包括：按照满足预设距离范围阈值的边缘点跟圆心组成的直线与水平轴之间的夹角大小进行升序或降序。