[发明专利]一种基于定位识别的对开式刀闸开合角度的计算方法

说明书

发明提出一种基于定位识别的对开式刀闸开合角度的计算方法，包括：采集对开式刀闸的模板图像并根据其建立刀闸臂的边界线模型且保存为模型文件，再计算刀闸臂的中点和中线；同等条件下采集同一刀闸的目标图像；通过各种途径获取刀闸的样本图像并经过训练获取训练模型，利用训练模型对目标图像中的刀闸定位；根据定位结果对目标图像中的刀闸进行边缘检测；计算目标图像的刀闸臂的左中点和右中点到每条边缘线的距离，剔除不在阈值范围内的边缘线，再利用中线左右区分进行对称配对，确定最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线；计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的夹角；本发明解决了对开式刀闸难以快速准确识别是否开合到位的问题，提高识别精度。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种基于定位识别的对开式刀闸开合角度的计算方法。

背景技术

刀闸是高压开关电器中使用次数非常频繁的一种电器，在电路中起隔离作用。在实际应用中，由于刀闸的长期运转，会出现刀闸闭合或打开不到位的情形，该情形会导致刀闸的左右刀闸臂之间产生电弧。电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质产生的瞬间火花可能，会造成火灾或威胁人身安全；此外，电弧温度极高，容易把绝缘材料烧毁，造成漏电事件或造成刀闸设备损坏；因此，刀闸的开合状态需要准确的检测。

检测对开式刀闸开合是否到位，实践中主要需要依靠人工观测；在现有技术中，也通过计算左右刀闸臂之间的角度，判断刀闸开合的程度。目前计算左右刀闸臂之间的角度，国内外出现了许多计算方案，一种是对电路内部进行改动，增加传感器或者信号灯；一种是基于数字图像处理的方法，通过监控图像对刀闸的开关状态进行判断，在基于数字图像处理的方法中，由于背景复杂，对于刀闸难以正确匹配，降低检测精度。而且，在基于图像处理的方法中，背景复杂还可能包括两个或两个以上的对开式刀闸，再受到拍摄环境、拍摄角度等因素的影响，在整个图像处理中，无法准确判断左右刀闸臂之间的角度。

发明内容

为了解决现有技术中难以快速准确检测刀闸是否开合到位的问题，本发明提出一种基于定位识别的对开式刀闸开合角度的计算方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于定位识别的对开式刀闸开合角度的计算方法，包括：采集对开式刀闸的模板图像，根据模板图像建立该型号刀闸臂的边界线模型并保存为模型文件，且根据模型文件计算刀闸臂的中点和中线；在同样的位置利用同样的设备采集同一对开式刀闸的目标图像；通过多种途径获取对开式刀闸的样本图像，利用深度学习对样本图像进行训练获取训练模型，利用训练模型对目标图像进行检测，获取目标图像中一个或一个以上的刀闸所在的区域，结合模型文件对目标图像中的刀闸定位；根据定位结果对目标图像中的刀闸进行边缘检测，获取边缘线集合；将根据模型文件计算的对开式刀闸的左中点和右中点对应到目标图像中，得到目标图像的刀闸臂的左中点和右中点，计算目标图像的刀闸臂的左中点和右中点到边缘线集合中的每条边缘线的距离，将不在阈值范围内的距离所对应的边缘线剔除，获取更新边缘线集合；

利用中线将更新边缘线集合左右区分，分别获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合对其进行对称配对，确定最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线，计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的夹角；左中点为左绝缘子中心线延长线和左刀闸臂上下边界线延长线的两个交点的中心点，右中点为右绝缘子中心线延长线和右刀闸臂上下边界线延长线的两个交点的中心点。

优选的是，利用中线将更新边缘线集合左右区分，分别获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合后，进行权重分配，将分配权重后的左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合进行对称配对；