[发明专利]一种上下边界不平行的对开式刀闸开合角度检测方法

说明书

本发明提出一种上下边界不平行的对开式刀闸开合角度检测方法，包括：采集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，计算刀闸臂的左中点、右中点、中点和中线；采集目标图像并进行边缘检测，根据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，获取更新边缘线集合；利用中线将更新边缘线集合区分，获取左右刀闸臂边缘线集合并利用刀闸臂的不平行特性获取左右刀闸臂的上边缘线集合和下边缘线集合并进行对称配对，分别确定左右刀闸臂最终的上边缘线和下边缘线；根据左右刀闸臂的中间线计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的夹角。本发明解决了难以快速准确检测上下边界不平行的对开式刀闸是否开合到位的问题，提高检测精度。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种基于中线模型的刀闸臂上下边界不平行的对开式刀闸开合角度检测方法。

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，会出现刀闸开合不到位的情形，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，刀闸的闭合状态需要准确的检测。

检测上下边界不平行的对开式刀闸开合是否到位，实践中主要需要依靠人工观测；无法准确根据左右刀闸臂之间的角度计算刀闸开合的程度，且在基于数字图像处理的方法中，背景复杂，受拍摄环境影响，影响检测效果，无法快速准确检测该种类型刀闸的开合程度。

发明内容

为了解决现有技术中难以快速准确检测刀闸臂上下边界不平行的对开式刀闸是否开合到位的问题，本发明提出一种基于中线模型的刀闸臂上下边界不平行的对开式刀闸开合角度检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种上下边界不平行的对开式刀闸开合角度检测方法，包括：

采集上下边界不平行的对开式刀闸的模板图像，根据模板图像建立该型号刀闸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左中点、右中点、中点和中线；

在同样的位置利用同样的设备采集同一刀闸的目标图像，对目标图像进行边缘检测，获取边缘线集合；

将根据模型文件计算的刀闸的左中点、右中点和中线对应到目标图像中，得到目标图像的刀闸臂的左中点、右中点和中线，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并利用刀闸臂上下边缘线的不平行特性分别获取左右刀闸臂的上边缘线集合和下边缘线集合，且将左右刀闸臂的上下边缘线集合进行对称配对，分别确定左右刀闸臂上边缘线和下边缘线；

根据左右刀闸臂上边缘线和下边缘线分别获取左刀闸臂中间线和右刀闸臂中间线，左右刀闸臂中间线间的夹角即为左刀闸臂和右刀闸臂之间的夹角。

优选的是，“根据模板图像建立该型号刀闸的边界线模型并保存为模型文件”的方式为：在计算机上设置一个程序，利用该程序打开模板图像，根据模板图像的刀闸臂的顶端和底端画上下边界线，画出左绝缘子中心线和右绝缘子中心线，将上下边界线对应的线段端点坐标和左右绝缘子中心线对应的线段端点坐标保存为模型文件；若模板图像中刀闸为闭合状态，根据整体刀闸臂的顶端和底端画上下边界线；若模板图像中刀闸为虚合或打开状态，根据实际左右刀闸臂画上下边界线。

优选的是，“根据模型文件计算刀闸臂左中点、右中点和中点”的方式为：