[发明专利]一种基于计算机视觉的电气接线图识别系统和方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的电气接线图识别系统，其特征在于，所述系统包括图元检测模块、文本提取模块、文本关联模块和信息匹配模块；

所述图元检测模块，用于对电气接线图进行目标检测，得到所述电气接线图中的图元；

所述文本提取模块，用于对所述电气接线图进行文字提取，得到所述电气接线图中的文字；

所述文本关联模块，用于将所述图元检测模块检测到的图元的检测框，与所述文本提取模块提取到的文字的文本框进行中心点匹配；

所述信息匹配模块，用于对所述电气接线图中的母线进行模板匹配。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对电气接线图进行目标检测包括：

通过基于RPN区域候选网络算法的模型，对电气接线图进行目标检测；或者，通过基于yolov5目标检测网络算法的模型，对电气接线图进行目标检测。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对所述电气接线图进行文字提取，得到所述电气接线图中的文字包括：

通过基于DBNet文本检测算法的模型，对所述电气接线图进行文字提取，得到所述电气接线图中的文字。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，通过基于DBNet文本检测算法的模型，对所述电气接线图进行文字提取，得到所述电气接线图中的文字包括：

使用CNN网络提取层提取所述电气接线图的图像特征，通过特征金字塔将所述图像特征进行特征融合；

基于所述特征融合后的特征图，通过可微分的二值化算法计算得到二值特征图，在所述二值特征图上生成所述电气接线图中文字的文本框。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，将所述图元检测模块检测到的图元的检测框，与所述文本提取模块提取到的文字的文本框进行中心点匹配包括：

获取所述图元检测模块检测到的图元检测框的四角点坐标，根据所述四角点坐标计算出所述图元检测框的中心点坐标；

获取所述文本提取模块提取到的文字文本框的四角点坐标，根据所述四角点坐标计算出所述文字文本框的中心点坐标；

根据所述图元检测框的中心点坐标和文字文本框的中心点坐标，完成所述电气接线图中图元和文字的一一关联。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对所述电气接线图中的母线进行模板匹配包括：

通过白色像素对所述电气接线图中的预设位置进行覆盖，其中，所述预设位置为所述图元检测模块得到的图元检测框的位置，以及所述文本提取模块得到的文字文本框的位置；

采用预设模板在所述覆盖后的电气接线图上进行母线匹配，得到所述电气接线图的母线。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在采用预设模板在所述覆盖后的电气接线图上进行母线匹配之前，还包括：

使用Canny算子对模板图像经边缘检测和提取，得到预设模板的边缘信息，以及水平方向和垂直方向的梯度；

根据所述边缘信息和两个方向的梯度，计算出所述预设模板中每个边界点的梯度值和方向。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息匹配模块，基于进行模板匹配后的母线，通过邻近匹配的方式遍历所述电气接线图中的图元，得到所述电气接线图中图元间的拓扑信息。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在通过基于yolov5目标检测网络算法的模型，对电气接线图进行目标检测之前，还包括：

对训练数据中的图元进行人工标注；

通过所述人工标注后的训练数据，对基于yolov5目标检测网络算法的模型进行训练。

10.一种基于计算机视觉的电气接线图识别方法，其特征在于，所述方法包括：

对电气接线图进行目标检测，得到所述电气接线图中的图元；

对所述电气接线图进行文字提取，得到所述电气接线图中的文字；

将图元检测模块检测到的图元的检测框，与文本提取模块提取到的文字的文本框进行中心点匹配；

对所述电气接线图中的母线进行模板匹配。