本發(fā)明涉及電氣化高鐵接觸網(wǎng)安全檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著高速鐵路運(yùn)輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，高鐵接觸網(wǎng)作為向機(jī)車(chē)提供電能的重要設(shè)施，其是否處于安全工作狀態(tài)也越來(lái)越受到關(guān)注。為了保證接觸網(wǎng)處于良好工作狀態(tài)，以利于電氣化鐵道的安全運(yùn)營(yíng)，需要盡快發(fā)現(xiàn)并處理接觸網(wǎng)中出現(xiàn)的故障。實(shí)際中，高鐵接觸網(wǎng)故障主要由零部件的松、脫、缺、裂等造成。斜腕臂是接觸網(wǎng)中支持裝置的重要組成部分，其狀態(tài)良好與否直接決定了電力機(jī)車(chē)的正常供電。而對(duì)于斜腕臂末端管帽是否存在直接影響著接觸網(wǎng)的安全，如果斜腕臂末端管帽脫落不存在，下雨天的雨水或其它水分進(jìn)入斜腕臂中，會(huì)給帶電的接觸網(wǎng)造成不安全的隱患。目前，接觸網(wǎng)檢測(cè)模式是在天窗作業(yè)時(shí)人工上線(xiàn)巡檢，但由于線(xiàn)路所處環(huán)境復(fù)雜，人為觀(guān)察危險(xiǎn)性高以及職工素質(zhì)不均等因素，及有可能會(huì)出現(xiàn)漏檢的情況，從而造成安全隱患。因此，如何快速準(zhǔn)確檢測(cè)高鐵接觸網(wǎng)中斜腕臂末端管帽是否處于良好狀態(tài)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)該方法及系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)出斜腕臂末端管帽是否存在。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)采集高鐵接觸網(wǎng)的接觸定位裝置的圖像；

(2)將所述圖像進(jìn)行二值化處理，并將二值化圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到二值化圖像的邊緣輪廓；

(3)根據(jù)斜腕臂的輪廓特征提取所述邊緣輪廓中的斜腕臂的邊緣輪廓，計(jì)算斜腕臂的輪廓方向角，根據(jù)斜腕臂的輪廓方向角進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂處于水平位置；所述輪廓方向角是指斜腕臂的邊緣輪廓的點(diǎn)所在的直線(xiàn)與水平線(xiàn)之間的夾角；夾角的范圍為[0,π/2]；

(4)確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域，并裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失；

裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失的方式為：

4.1)根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第一裁剪圖像；

4.2)計(jì)算第一裁剪圖像的灰度均值graymean；

4.3)判斷所述灰度均值graymean是否小于第一灰度閾值threshold1，若是，則判斷管帽存在，若否，則判斷灰度均值graymean是否小于第二灰度閾值threshold2，若是，則判斷管帽缺失，若否，則進(jìn)入下一步；其中，threshold1＜threshold2；

4.4)根據(jù)第二預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第二裁剪圖像；所述第二預(yù)設(shè)圖像尺寸大于所述第一預(yù)設(shè)圖像尺寸；

4.5)對(duì)第二裁剪圖像做卷積提取豎向邊緣，根據(jù)豎向邊緣的個(gè)數(shù)判斷出管帽是否存在：若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為兩個(gè)，則判斷管帽存在，若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為一個(gè)，則判斷管帽缺失。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟(3)中，所述斜腕臂的輪廓特征包括預(yù)設(shè)的斜腕臂的輪廓長(zhǎng)度范圍、輪廓方向角范圍、縱坐標(biāo)范圍和橫坐標(biāo)范圍。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟(4)中，采用仿射變換矩陣進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，仿射變換旋轉(zhuǎn)矩陣hommat2drotate為：

其中，θxie為斜腕臂的輪廓方向角。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟(4)中，確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域的方式為：

標(biāo)記旋轉(zhuǎn)后的二值化圖像中的各連通域，各連通域中面積最大的連通域?qū)?yīng)的區(qū)域?yàn)樾蓖蟊鬯诘膮^(qū)域。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟4.1)中，根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在的區(qū)域進(jìn)行裁剪的方式為：

記錄旋轉(zhuǎn)后的斜腕臂所在區(qū)域的左上角像素點(diǎn)坐標(biāo)(minrows,mincolumns)和右下角像素點(diǎn)的坐標(biāo)(maxrows,maxcolumns)，分別以(minrows+r1,maxcolumns-c1)和(minrows+r2,maxcolumns-c2)為矩形的左上角點(diǎn)坐標(biāo)和右下角坐標(biāo)進(jìn)行裁剪；其中，r1、c1、r2和c2均為正整數(shù)，且r1＜r2，c1＞c2。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟4.5)中，所述卷積操作的公式為：

g(x,y)＝f(x,y)*c(u,v)

其中，g(x,y)表示卷積操作后的像素值，f(x,y)表示卷積操作前的像素值，c(u,v)為卷積操作矩陣。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法，步驟(2)中，將所述圖像進(jìn)行二值化處理之前，還包括：

對(duì)所述圖像進(jìn)行預(yù)處理，使處理后的圖像中斜腕臂位于支柱的左側(cè)。

本發(fā)明實(shí)施例中還提供了一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

圖像采集模塊，用于采集高鐵接觸網(wǎng)的接觸定位裝置的圖像；

邊緣提取模塊，用于將所述圖像進(jìn)行二值化處理，并將二值化圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到二值化圖像的邊緣輪廓；

圖像旋轉(zhuǎn)模塊，用于根據(jù)斜腕臂的輪廓特征提取所述邊緣輪廓中的斜腕臂的邊緣輪廓，計(jì)算斜腕臂的輪廓方向角，根據(jù)斜腕臂的輪廓方向角進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂處于水平位置；所述輪廓方向角是指斜腕臂的邊緣輪廓的點(diǎn)所在的直線(xiàn)與水平線(xiàn)之間的夾角；夾角的范圍為[0,π/2]；

管帽缺失判斷模塊，用于確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域，并裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失；所述管帽缺失判斷模塊包括：

第一圖像裁剪單元，用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第一裁剪圖像；

灰度均值計(jì)算單元，用于計(jì)算第一裁剪圖像的灰度均值graymean；

第一管帽缺失判斷單元，用于判斷所述灰度均值graymean是否小于第一灰度閾值threshold1，若是，則判斷管帽存在，若否，則判斷灰度均值graymean是否小于第二灰度閾值threshold2；若是，則判斷管帽缺失，若否，則進(jìn)入第二圖像裁剪單元；其中，threshold1＜threshold2；

第二圖像裁剪單元，用于根據(jù)第二預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第二裁剪圖像；所述第二預(yù)設(shè)圖像尺寸大于所述第一預(yù)設(shè)圖像尺寸；

第二管帽缺失判斷單元，用于對(duì)第二裁剪圖像做卷積提取豎向邊緣，根據(jù)豎向邊緣的個(gè)數(shù)判斷出管帽是否存在：若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為兩個(gè)，則判斷管帽存在，若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為一個(gè)，則判斷管帽缺失。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)系統(tǒng)，所述斜腕臂的輪廓特征包括預(yù)設(shè)的斜腕臂的輪廓長(zhǎng)度范圍、輪廓方向角范圍、縱坐標(biāo)范圍和橫坐標(biāo)范圍。

進(jìn)一步，如上所述的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)系統(tǒng)，所述管帽缺失判斷模塊確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域的方式為：

標(biāo)記旋轉(zhuǎn)后的二值化圖像中的各連通域，各連通域中面積最大的連通域?qū)?yīng)的區(qū)域?yàn)樾蓖蟊鬯诘膮^(qū)域。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所提供的方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于圖像的斜腕臂末端管帽是否存在的自動(dòng)化檢測(cè)，與現(xiàn)有的人工巡檢方式相比，更快速準(zhǔn)確，為高鐵接觸網(wǎng)的安全提供了保障，能夠有效減少安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法的流程圖；

圖2為具體實(shí)施方式中接觸定位裝置的圖像；

圖3為需要進(jìn)行水平翻轉(zhuǎn)預(yù)處理的接觸定位裝置的圖像；

圖4為根據(jù)斜腕臂方向角旋轉(zhuǎn)后斜腕臂處于水平位置的圖像；

圖5為裁剪后得到的斜腕臂末端管帽所在區(qū)域的圖像；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1示出了本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)方法的流程圖，由圖中可以看出，該方法主要包括以下步驟：

步驟s100：采集高鐵基礎(chǔ)網(wǎng)的接觸定位裝置的圖像；

首先，通過(guò)圖像采集設(shè)備采集高鐵基礎(chǔ)網(wǎng)的接觸定位裝置的全局圖像。如圖2所示為一幅接觸定位裝置的圖像，圖像中包括了支柱、斜腕臂、斜腕臂末端的管帽(該圖中管帽存在)、還包括由斜拉線(xiàn)、斜拉線(xiàn)定位管等其它部分。

為了提高后續(xù)圖像處理的效率，采集到圖像后，對(duì)圖像進(jìn)行統(tǒng)一格式的 預(yù)處理，本實(shí)施方式中，判斷采集到的圖像中支柱是否圖像的左側(cè)，即判斷斜腕臂等其它部分是否位于支柱的右側(cè)，若是，則不需要進(jìn)行處理，若否，則將圖像進(jìn)行水平翻轉(zhuǎn)，使支柱位于圖像的最左側(cè)。如采集到的圖像為圖3中所示的圖像，通過(guò)水平翻轉(zhuǎn)，可以得到和圖2中所示的統(tǒng)一格式的圖像。

在采集圖像時(shí)，可以根據(jù)需要預(yù)設(shè)采集的圖像的尺寸，單位為像素個(gè)數(shù)。

步驟s200：將所述圖像進(jìn)行二值化處理，并將二值化圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到二值化圖像的邊緣輪廓；

步驟s300：計(jì)算斜腕臂的輪廓方向角，根據(jù)斜腕臂的輪廓方向角進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂處于水平位置；

對(duì)步驟s100中采集到的圖像，使用閾值法二值化所述圖像，在進(jìn)行圖像二值化時(shí)，灰度閾值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)施方式中，進(jìn)行圖像二值化時(shí)的灰度閾值為128，二值化處理后圖像中的背景色的灰度值為0。

完成圖像的二值化后，采用邊緣檢測(cè)算法(如canny邊緣檢測(cè)算法)得到二值化圖像的邊緣輪廓，根據(jù)斜腕臂的輪廓特征提取所述邊緣輪廓中的斜腕臂的邊緣輪廓。其中，所述斜腕臂的輪廓特征包括預(yù)設(shè)的斜腕臂的輪廓長(zhǎng)度范圍、輪廓方向角范圍、縱坐標(biāo)范圍和橫坐標(biāo)范圍。輪廓長(zhǎng)度指的是斜腕臂的輪廓上像素點(diǎn)的數(shù)量和，即為周長(zhǎng)。輪廓方向角是指斜腕臂的邊緣輪廓上的像素點(diǎn)所在的直線(xiàn)與水平線(xiàn)之間的夾角，即斜腕臂的邊緣輪廓上的像素點(diǎn)所近似的直線(xiàn)與水平方向的夾角，夾角的范圍為[0,π/2]。

其中，所述預(yù)設(shè)的斜腕臂的輪廓長(zhǎng)度lengthxld、輪廓方向角θ、橫坐標(biāo)x、縱坐標(biāo)y的具體范圍并不是唯一的，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。

通過(guò)計(jì)算二值圖像的具有相同連通性的各邊緣輪廓中各輪廓的長(zhǎng)度、方向角、橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)，將計(jì)算的結(jié)果與上述各預(yù)設(shè)的范圍相比較，符合上述預(yù)設(shè)的所有范圍條件的邊緣輪廓即為斜腕臂的邊緣輪廓。

本實(shí)施方式中，采用圖像的二階矩來(lái)計(jì)算具有相同連通性的各邊緣輪廓的方向角，具體計(jì)算方式如下：

首先，標(biāo)記二值化圖像中具有相同連通性的各個(gè)邊緣輪廓，本實(shí)施方式中，以二值圖像c(x,y)中的任一具有相同連通性的輪廓r為例來(lái)計(jì)算該輪廓的輪廓方向角：

計(jì)算輪廓r的面積s，計(jì)算公式為：

其中，(x,y)∈r表示輪廓r上的所有像素點(diǎn)，x、y分別為像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，表示輪廓r上灰度值為1的像素點(diǎn)的數(shù)量和，即輪廓上的白色像素點(diǎn)的數(shù)量。

輪廓r的面積的歸一化的(p+q)階矩np,q的計(jì)算公式為：

其中，p≥0,q≥0；

輪廓r的面積的歸一化的(p+q)階中心矩up,q的計(jì)算公式為：

其中，p+q≥2

輪廓r的輪廓方向角θ的計(jì)算公式為：

得到斜腕臂的輪廓方向角之后，根據(jù)該輪廓方向角進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，以使旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂處于水平的位置，本實(shí)施方式中，采用仿射變換矩陣進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，仿射變換旋轉(zhuǎn)矩陣hommat2drotate為：

其中，θxie為斜腕臂的輪廓方向角。

如圖4所示，為本實(shí)施方式中采用仿射變換矩陣將圖2旋轉(zhuǎn)后的示意圖。

步驟s400：提取斜腕臂末端管帽所在的區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失。

完成二值化圖像的旋轉(zhuǎn)后，確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在的區(qū)域，確定方式為：標(biāo)記旋轉(zhuǎn)后的二值化圖像中的各連通域，各連通域中面積最大 的連通域?qū)?yīng)的區(qū)域?yàn)樾蓖蟊鬯诘膮^(qū)域。

在確定出斜腕臂所在的區(qū)域后，為了進(jìn)一步精確檢測(cè)的區(qū)域，首先對(duì)圖像進(jìn)行裁剪，裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，之后判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失。

本實(shí)施方式中，裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失的方式為：

1)根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第一裁剪圖像；

2)計(jì)算第一裁剪圖像的灰度均值graymean；

3)判斷所述灰度均值graymean是否小于第一灰度閾值threshold1，若是，則判斷管帽存在，若否，則判斷灰度均值graymean是否小于第二灰度閾值threshold2；若是，則判斷管帽缺失，若否，則進(jìn)入下一步；其中，threshold1＜threshold2；第一灰度閾值threshold1和第二灰度閾值threshold2均為經(jīng)驗(yàn)值；

4)根據(jù)第二預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第二裁剪圖像；所述第二預(yù)設(shè)圖像尺寸大于所述第一預(yù)設(shè)圖像尺寸；該步驟即重新裁剪斜腕臂末端管帽所在的區(qū)域，擴(kuò)大裁剪范圍。

5)對(duì)第二裁剪圖像做卷積操作，突出圖像的豎向紋理，提取圖像的豎向邊緣，根據(jù)卷積操作后圖像中符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣的個(gè)數(shù)判斷出管帽是否存在：若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為兩個(gè)，則判斷管帽存在，若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為一個(gè)，則判斷管帽缺失；所述卷積操作的公式為：

g(x,y)＝f(x,y)*c(u,v)

其中，g(x,y)表示卷積操作后的像素值，f(x,y)表示卷積操作前的像素值，c(u,v)為卷積操作矩陣。實(shí)際應(yīng)用中，卷積操作矩陣c(u,v)可以根據(jù)不用的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)置。

在實(shí)際處理中，所述第一預(yù)設(shè)圖像尺寸和第一預(yù)設(shè)圖像尺寸的大小均為經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)需要處理的圖像來(lái)確定。根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在的區(qū)域進(jìn)行裁剪的方式為：

記錄旋轉(zhuǎn)后的斜腕臂所在區(qū)域的左上角像素點(diǎn)坐標(biāo)(minrows,mincolumns)和右下角像素點(diǎn)的坐標(biāo)(maxrows,maxcolumns)，分別以(minrows+r1,maxcolumns-c1)和(minrows+r2,maxcolumns-c2)為矩形的左上角點(diǎn)坐標(biāo)和右下角坐標(biāo)進(jìn)行裁剪。如圖5所示，為將圖4中的斜腕臂所在的區(qū)域進(jìn)行裁剪后，得到的斜腕臂末端管帽所在區(qū)域的示意圖。本實(shí)施方式中，圖像的左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)，原點(diǎn)向右為坐標(biāo)系橫軸的正半軸，原點(diǎn)向下為坐標(biāo)系縱軸的正半軸，所述r1、c1、r2和c2均為正整數(shù)，且r1＜r2，c1＞c2。

本實(shí)施方式中，首先根據(jù)第一裁剪圖像的灰度均值和預(yù)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)值即第一灰度閾值threshold1和第二灰度閾值threshold2來(lái)判斷管帽是否缺失，而灰度均值處于第一灰度閾值threshold1和第二灰度閾值threshold2之間的圖像則再進(jìn)一步擴(kuò)大感興趣區(qū)域范圍并做卷積處理，通過(guò)突出圖像豎向紋理的卷積操作，根據(jù)卷積操作后的圖像中的豎向邊緣特征判斷出管帽是否存在，通過(guò)這兩種方式，更準(zhǔn)確的保證了判斷結(jié)果。由圖5可以看出，如果圖像中存在管帽，則卷積處理后的圖像中的邊緣中應(yīng)該存在兩個(gè)滿(mǎn)足管帽豎向邊緣特征的豎向邊緣，即滿(mǎn)足預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣，本實(shí)施方式中，預(yù)設(shè)面積范圍可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，如果管帽存在，則卷積操作后的圖像中應(yīng)該有兩個(gè)面積在預(yù)設(shè)面積范圍內(nèi)的豎向邊緣，豎向邊緣的面積指的是豎向邊緣的像素值為1的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

與圖1中所示的方法相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種基于圖像的斜腕臂末端管帽的缺失檢測(cè)系統(tǒng)，如圖6所示，該系統(tǒng)主要包括圖像采集模塊100、邊緣提取模塊200、圖像旋轉(zhuǎn)模塊300和管帽缺失判斷模塊400。其中：

圖像采集模塊100，用于采集高鐵接觸網(wǎng)的接觸定位裝置的圖像；

邊緣提取模塊200，用于將所述圖像進(jìn)行二值化處理，并將二值化圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到二值化圖像的邊緣輪廓；

圖像旋轉(zhuǎn)模塊300，用于根據(jù)斜腕臂的輪廓特征提取所述邊緣輪廓中的斜腕臂的邊緣輪廓，計(jì)算斜腕臂的輪廓方向角，根據(jù)斜腕臂的輪廓方向角進(jìn)行二值化圖像的旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂處于水平位置；所述輪廓方向角是指斜腕臂的邊緣輪廓的點(diǎn)所在的直線(xiàn)與水平線(xiàn)之間的夾角；夾角的范 圍為[0,π/2]；所述斜腕臂的輪廓特征包括預(yù)設(shè)的斜腕臂的輪廓長(zhǎng)度范圍、輪廓方向角范圍、縱坐標(biāo)范圍和橫坐標(biāo)范圍；

管帽缺失判斷模塊400，用于確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域，并裁剪出斜腕臂所在區(qū)域中斜腕臂末端管帽所在區(qū)域，判斷斜腕臂末端管帽所在區(qū)域中管帽是否缺失；管帽缺失判斷模塊400確定出旋轉(zhuǎn)后的圖像中斜腕臂所在區(qū)域的方式為：

標(biāo)記旋轉(zhuǎn)后的二值化圖像中的各連通域，各連通域中面積最大的連通域?qū)?yīng)的區(qū)域?yàn)樾蓖蟊鬯诘膮^(qū)域。

所述管帽缺失判斷模塊400包括：

第一圖像裁剪單元401，用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第一裁剪圖像；

灰度均值計(jì)算單元402，用于計(jì)算第一裁剪圖像的灰度均值graymean；

第一管帽缺失判斷單元403，用于判斷所述灰度均值graymean是否小于第一灰度閾值threshold1，若是，則判斷管帽存在，若否，則判斷灰度均值graymean是否小于第二灰度閾值threshold2；若是，則判斷管帽缺失，若否，則進(jìn)入第二圖像裁剪單元；其中，threshold1＜threshold2；

第二圖像裁剪單元404，用于根據(jù)第二預(yù)設(shè)圖像尺寸對(duì)斜腕臂末端管帽所在區(qū)域進(jìn)行裁剪，得到第二裁剪圖像；所述第二預(yù)設(shè)圖像尺寸大于所述第一預(yù)設(shè)圖像尺寸；

第二管帽缺失判斷單元405，用于對(duì)第二裁剪圖像做卷積提取豎向邊緣，根據(jù)豎向邊緣的個(gè)數(shù)判斷出管帽是否存在：若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為兩個(gè)，則判斷管帽存在，若符合預(yù)設(shè)面積范圍的豎向邊緣為一個(gè)，則判斷管帽缺失。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。