[发明专利]一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法

说明书

本申请公开了一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，首先，通过对灰度图进行双边滤波可以降低噪声，减少噪声对其定位结果的影响，提高定位的精准度，其次，通过在霍夫圆检测得到圆形的初步估计后，对距离圆心一定预设范围内的边缘点集进行划分，结合最小二乘法的圆拟合方法，提高定位鲁棒性和定位精准度；在对圆形指示灯进行精确定位后，通过结合指示灯区域内外的平均亮度差和RGB三通道颜色特征的指示灯状态识别方法，避免了单一利用亮度信息判断依据，极大地提高了状态识别的准确率。

技术领域

本申请涉及指示灯技术领域，更具体地说涉及一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法。

背景技术

目前，随着公共安全意识的增强，巡检机器人在市场上的重要性也日益凸显。在电力产业的方面，智能巡检作为电力产业的重要一环，相应的智能巡检机器人也就扮演者越来越重要的角色。在智能巡检的过程中，往往会涉及到对各种仪表、开关等对象中的指示灯状态进行设别，从而获得相关仪表开关的工作状态。

一般情况下，圆形指示灯状态识别方法可以分为两步，第一步是定位，把待识别的圆形指示灯位置定位出来；第二步是状态判断，结合指示灯区域内外的一些特征来判断指示灯的开关状态。但是，如果第一步指示灯的定位不精准，则会影响到第二步的相关特征的计算，进而影响到最终指示灯的开关状态判断。

传统的圆形指示灯的定位方法是先检测原始图像中的圆形目标；目前比较常用的圆形检测算法是基于霍夫变换的圆形检测，首先对图像进行一个滤波操作，降低一定程度内的噪声；接着利用常见的一些边缘检测算法(如Canny算法)，提取出图像的边缘特征；然后利用霍夫变换的方法，在边缘特征图的基础上提取出圆形目标。该方法在一般情况下，可以取得较好的效果，但是在噪声较大的情况下，其对圆形指示灯的圆心与半径的计算会出现较大的偏差，从而影响到定位的准确性。

另外，在定位到指示灯后，就可以提取指示灯区域内的一些统计特征来判断指示灯状态。传统方法一般只利用灰度图来计算指示灯区域内平均亮度与指示灯区域外的平均亮度差是否大于某个预设的阈值来判断指示灯状态，但是该方法在亮度不均、阴影等情况效果并不理想，从而会导致最终指示灯状态的判断出现误差。

发明内容

本申请提供了一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，用于解决现有的圆形指示灯定位与状态识别方法对圆形指示灯定位与工作状态判断误差较大的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种配电柜的圆形指示灯定位与状态识别方法，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；