[发明专利]基于机器视觉的配电柜控制面板分割方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的配电柜控制面板分割方法，包括步骤：1)对相机进行标定，获得相机的内参数、外参数和畸变参数，校正镜头畸变，采集配电柜控制面板的图像并校正；在配电柜控制面板上测量编号牌长与宽的值，得到长宽比ω；2)对相机校正后的图像进行预处理，对外框及编号字符区分别进行定位和唯一匹配。本发明主要通过图像处理技术分别确定每一个配电柜柜面和编号的位置，再对其进行一对一的匹配，整个方法高效可靠，准确高。

技术领域

本发明涉及机器视觉与图像处理的技术领域，尤其是指一种基于机器视觉的配电柜控制面板分割方法。

背景技术

电力是现代社会不可缺少的动力源，配电柜作为整个配电系统的最基层的设备，广泛地存在于社区、工厂等社会场景中。配电柜上有多种不同开关和仪表，实时监控它们的状态是让电力系统安全稳定运行的重要保障。目前，人力巡检是确定这些开关的状态的主要方法，但是会存在漏检、错检、环境恶劣不适合人进入等情况。近年来，随着机器视觉和图像处理技术的发展，通过摄像头远程实时监控开关状态成为可能，且可以规避人力巡检的实时性差、错检漏检、人与电柜近距离接触等风险。因此，对配电柜自动识别技术的研究是非常有意义的。而在对配电柜的柜面进行开关的搜索之前，需要将每个独立的配电柜从图像中标出具体的位置，这是在对配电柜进行识别时的基础工作。

综上所述，发明一种从已知图片中识别出独立配电柜控制面板并完成切割的方法，具有较高的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于机器视觉的配电柜控制面板分割方法，主要通过图像处理技术分别确定每一个配电柜柜面和编号的位置，再对其进行一对一的匹配，整个方法高效可靠，准确高。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于机器视觉的配电柜控制面板分割方法，包括以下步骤：

1)对相机进行标定，获得相机的内参数、外参数和畸变参数，校正镜头畸变，采集配电柜控制面板的图像并校正；在配电柜控制面板上测量编号牌长与宽的值，得到长宽比ω；

2)对相机校正后的图像进行预处理，对外框及编号字符区分别进行定位和唯一匹配。

进一步，在步骤1)中，采用张正友标定法对相机进行标定，得到内参矩阵K、外参矩阵Q和畸变参数；在配电柜控制面板上测量编号牌长与宽的值，得到长宽比ω；

内参矩阵K形式如下所示：

式中，f_x、f_y为在x、y方向上焦距所占的像素个数，u₀、v₀为图像中心像素坐标与图像原点坐标相差的横向和纵向像素数，h为坐标轴倾斜参数；

外参矩阵Q形式如下所示：

式中，R为世界坐标系与相机坐标系的相对旋转矩阵，E为世界坐标系与相机坐标系的相对位移矩阵；

畸变参数包括径向畸变参数和切向畸变参数；

径向畸变的调节公式如下所示：

x_rcorr＝x_p(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)

y_rcorr＝y_p(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)