[发明专利]高压开关分合指示牌图像识别方法

权利要求书

1.一种高压开关分合指示牌图像识别方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在高压开关的分合指示牌上，选取用于标示高压开关处于分状态的部位作为第一识别目标，或选取用于标示高压开关处于合状态的部位作为第一识别目标；

在高压开关的分合指示牌上，选取分合指针作为第二识别目标；

利用摄像头拍摄高压开关的分合指示牌，并在高压开关的监视图像中设定一个三角形的分合识别区域，使得第一识别目标在分合识别区域内的像素面积占比为100％；

并且，如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于分状态的部位，高压开关处于分状态时，第二识别目标有80％的部位位于分合识别区域内；

并且，如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于合状态的部位，高压开关处于合状态时，第二识别目标有80％的部位位于分合识别区域内；

2)如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于分状态的部位，则在高压开关处于分状态时，截取一张分合识别区域的图像作为基准图像；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于合状态的部位，则在高压开关处于合状态时，截取一张分合识别区域的图像作为基准图像；

3)将基准图像设定为目标图像，对目标图像实施多值灰度处理，得到目标图像的灰度图；

目标图像的灰度处理公式为：

Ft_i＝(λ1×r_i+λ2×g_i+λ3×b_i)/3

λ1＝r₀/(r₀+g₀+b₀)

λ2＝g₀/(r₀+g₀+b₀)

λ3＝b₀/(r₀+g₀+b₀)

1≤i≤m

其中，Ft_i为目标图像中的第i个像素点的灰度值，r_i为目标图像中的第i个像素点的红色色值，g_i为目标图像中的第i个像素点的黄色色值，b_i为目标图像中的第i个像素点的蓝色色值，r₀为目标图像中的第一识别目标的所有像素点的红色平均色值，g₀为目标图像中的第一识别目标的所有像素点的黄色平均色值，b₀为目标图像中的第一识别目标的所有像素点的蓝色平均色值，m为目标图像中的像素点总数；

4)将目标图像灰度图中的像素点按灰度值排序后均分为三个像素序列，并将第一个像素序列定义为Fg₁序列，将第二个像素序列定义为Fg₂序列，将第三个像素序列定义为Fg₃序列，其中Fg₁序列中的像素点的平均灰度值大于Fg₂序列中的像素点的平均灰度值，Fg₂序列中的像素点的平均灰度值大于Fg₃序列中的像素点的平均灰度值；

5)计算目标图像的指针拟合比值、非指针拟合比值，计算公式为：

P＝SFg₁/SFg₂

Q＝SFg₁/SFg₃

1≤k≤3

其中，P为目标图像的指针拟合比值，Q为目标图像的非指针拟合比值，SFg₁为Fg₁序列的拟合值，SFg₂为Fg₂序列的拟合值，SFg₃为Fg₃序列的拟合值，SFg_k为目标图像灰度图的第k个像素序列的拟合值，Ft_k,i为目标图像灰度图的第k个像素序列中的第i个像素点的灰度值，N_k为目标图像灰度图的第k个像素序列中的像素点总数；

6)利用基准图像的指针拟合比值、非指针拟合比值，对分合识别区域中的实时图像进行识别，识别方法为：

采集分合识别区域的实时图像，并将所采集的实时图像设定为新的目标图像，并对新的目标图像按步骤3)的方法实施多值灰度处理后，再按步骤4)至步骤5)的方法计算出新的目标图像的指针拟合比值、非指针拟合比值；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于分状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)≤1-l，并且fabs(Q₁-Q_t)≤1-l，则判定高压开关的工作状态为断开；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于分状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)＞1-l，则判定高压开关的工作状态为闭合；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于分状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)≤1-l，并且fabs(Q₁-Q_t)＞1-l，则判定为识别失败；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于合状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)≤1-l，并且fabs(Q₁-Q_t)≤1-l，则判定高压开关的工作状态为闭合；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于合状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)＞1-l，则判定高压开关的工作状态为断开；

如果第一识别目标是分合指示牌上用于标示高压开关处于合状态的部位，并且fabs(P₁-P_t)≤1-l，并且fabs(Q₁-Q_t)＞1-l，则判定为识别失败；

其中，P₁为基准图像的指针拟合比值，Q₁为基准图像的非指针拟合比值，P_t为新的目标图像的指针拟合比值，Q_t为新的目标图像的非指针拟合比值，l为可靠度，l的取值为90％，fabs为取绝对值函数。