[发明专利]判别刀闸开合与否的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像识别领域，特别涉及利用图像识别判别刀闸开合与否的技术。

背景技术

在变电站中，大电流电路的接通与断开是用刀闸控制的。在某些场景下，例如发生断电故障、或例行检查时，需要知道刀闸是处于闭合状态还是开断状态。

目前判断刀闸开合与否的方法是派人到现场用肉眼观察。但变电站可能与工作人员的常驻地点有较远的距离，到现场人工观察费时费力，很不方便。而且变电站数量多、分布广，如果需要同时知道多个变电站的刀闸状态就需要大量人力。

图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别技术虽然已有不少成熟的方案，但图像识别在不同的应用场景的技术方案千差万别，需要针对具体的应用环境进行创新以得到较好的效果，目前还没有发现有人将图像识别技术应用到刀闸状态的判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判别刀闸开合与否的方法及其系统，可以自动判定刀闸开合与否，且判定的结果准确而稳定。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种判别刀闸开合与否的方法，包括以下步骤：

从N个预先设定的特征区域获取图像，N为大于1的整数；

分别将所获的N个图像进行边缘提取并求出边缘梯度方向的直方图数据；

分别将所得的N个直方图数据与预先保存的对应特征区域的直方图样本数据比较，求相似度；

对于每个特征区域，分别判断所得相似度是否超过预定第一门限，如果是则判定在该特征区域吻合；

根据N个特征区域中被判定为吻合的数目与预定第二门限的相对大小关系，判定刀闸开合与否。

本发明的实施方式还提供了一种判别刀闸开合与否的系统，包括：

存贮单元，用于保存N个预先设定的特征区域的直方图样本数据，N为大于1的整数；

图像获取单元，用于从N个预先设定的特征区域获取图像；

相似度计算单元，用于分别将图像获取单元所获的N个图像进行边缘提取并求出边缘梯度方向的直方图数据，再将所得的N个直方图数据与存贮单元中保存的对应特征区域的直方图样本数据比较，求得相似度；

吻合判断单元，用于对于每个特征区域，分别判断相似度计算单元所得的相似度是否超过预定第一门限，如果是则判定在该特征区域吻合；

开合判断单元，用于根据N个特征区域中被吻合判断单元判定为吻合的数目与预定第二门限的相对大小关系，判定刀闸开合与否。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

从多个特征区域获取图像，边缘提取并求边缘梯度直方图，与样本数据比较判断是否吻合，并根据吻合的特征区域数目判定刀闸开合与否，判断结果不但准确而且较为稳定。因为刀闸一般具有条状边缘，采用边缘提取并求边缘梯度直方图的方式可以方便而准确地识别出刀闸的位置。因为使用了多个独立的特征区域，而每个特征区域可以选取有利于判断的、背景简单的局部图像，解决了复杂刀闸形状增加判定难度的问题，也解决了背景的图像对判断的干扰问题。

进一步地，以刀闸闭合的状态作为比较基准，更容易得到稳定而准确的比较结果。

进一步地，实际应用中，优选地，0.8N≤第二门限≤N，在此范围内判定结果较为稳定可靠。

进一步地，特征区域取背景简单的矩形框，减少了比对复杂度，增加了图像比对效率和精度。特征区域中包含刀闸直线体征，可以使刀闸的识别更为容易。

进一步地，从一个图像中截取N个特征区域的图像，对硬件设备的数量要求最小，硬件成本较低。

进一步地，使用多个摄像机从不同角度或位置对刀闸进行拍摄，可以更容易地选择背景简单的区域作为特征区域，从而使刀闸位置的判断更为准确。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种判别刀闸开合与否的方法的流程示意图；

图2是本发明第一实施方式中预先准备N个特征区域的直方图样本数据的流程示意图；

图3是本发明第一实施方式的原理示意图；

图4是本发明第一实施方式中特征区域标定流程示意图；

图5是本发明第一实施方式中特征区对比流程示意图；

图6是本发明第三实施方式中一种判别刀闸开合与否的系统的结构示意图。

具体实施方式