本發(fā)明涉及一種壓板狀態(tài)辨識方法，具體涉及一種基于改進顏色識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識方法。
背景技術(shù)：
：目前，主要采用人工方式實現(xiàn)變電站繼電保護裝置和自動裝置出口壓板的投退與確認(rèn)。僅能通過嚴(yán)格規(guī)章制度，提高人員素質(zhì)的方法實現(xiàn)保護壓板的離線式管理。由于人為因素具有不可控性，因此，減少人為因素的影響，準(zhǔn)確獲取保護壓板狀態(tài)，確保保護壓板信息的正確和可靠成為實現(xiàn)壓板智能化管理首先需要解決的難題?，F(xiàn)存的壓板狀態(tài)智能檢測方案分為兩大類：(1)基于電氣量的檢測方法。如通過檢測重動繼電器的觸點狀態(tài)，將重動繼電器的常開觸點串人壓板回路，用RTU檢測重動繼電器觸點的開合狀態(tài)，達到遠方遙控壓板投退及檢測壓板投退狀態(tài)的目的。該方法旨在解決遠方壓板的投退，間接解決了這種方式下壓板投退狀態(tài)的檢測，存在成本高且功能不完善的缺點(無法判斷壓板是否在退出位置)。(2)基于非電量測量的原理，如電磁感應(yīng)技術(shù)和光電感應(yīng)技術(shù)等。采用非電量接觸技術(shù)將將壓板投退操作時內(nèi)部機械部件的位移轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電量信號,通過電量信號來判斷壓板的投退位置。該方法具有原理簡單、可靠性高的優(yōu)點。第一類方法需要針對原線路進行智能化改造，主旨是以遠動方式解決壓板的投退，間接解決了壓板狀態(tài)的檢測，成本高且功能不完善(無法判斷壓板是否在退出位置)。第二類方法將壓板機械部件的位移轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電量信號,通過電量信號來判斷壓板的投退位置。此方法要對原保護屏上的壓板進行大量的改造工作，增加了二次回路的復(fù)雜性。此外，隨著保護壓板的集約化進程，分立式結(jié)構(gòu)已逐步成為了壓板的主流結(jié)構(gòu)，用于線簧式壓板狀態(tài)監(jiān)測的電磁感應(yīng)方法和光電感應(yīng)方法已經(jīng)不適用于此結(jié)構(gòu)。以上兩類方法采用的通訊方式單一，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的跨平臺共享與應(yīng)用，不利于電力系統(tǒng)運維工作的智能化。圖像識別法實現(xiàn)壓板狀態(tài)辨識是非電量測量方案的另一個重要組成部分，通過圖像采集設(shè)備采集壓板圖像，將圖像信息上傳至圖像處理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過圖像識別技術(shù)將上傳的圖像與數(shù)據(jù)庫中預(yù)存的狀態(tài)進行比較，實現(xiàn)壓板投退狀態(tài)的檢測。目前，分立式壓板在結(jié)構(gòu)上易體現(xiàn)出明顯的間斷點，外觀上所采用的標(biāo)準(zhǔn)色已成為系統(tǒng)內(nèi)推行的標(biāo)準(zhǔn)。這些特點客觀上為采用圖像識別技術(shù)識別壓板的狀態(tài)提供了有利條件。目前，基于圖像識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識在智能化運維中的應(yīng)用處于起始階段。已有的基于圖像識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識方法由固定式的視頻采集與處理硬件設(shè)備及對應(yīng)辨識方法軟件。系統(tǒng)的硬件組成包括：計算機、攝像機、監(jiān)視器、圖像采集卡。其中，攝像機用于實時拍攝壓板屏,采集壓板屏的圖像數(shù)據(jù)信息。監(jiān)視器用于監(jiān)視待拍攝的圖像是否滿足系統(tǒng)要求。圖像采集卡插在主機空槽中,將攝像機拍攝的圖像實時顯示在監(jiān)視器上便于操作人員調(diào)整成像清晰度,而且可以響應(yīng)主機指令,實時捕獲所攝圖像并保存圖像數(shù)據(jù)。配備開發(fā)軟件的計算機是圖像識別系統(tǒng)的核心,對實時采集的壓板屏圖像數(shù)據(jù)進行快速處理及識別，并立即向現(xiàn)場操作人員通報識別結(jié)果。辨識方法軟件部分：主要算法采用灰度閾值選取、圖像的二值化、判斷識別步驟。辨識方法主要步驟為將閾值范圍下的灰度圖像轉(zhuǎn)化成二值圖，通過二值圖中圖形位置變化判斷壓板狀態(tài)。已有方案硬件投資成本高，且都采用固定式設(shè)備，無法實現(xiàn)智能化巡檢。軟件算法部分，灰度圖像受光線影響比較大，丟失了集約化改造后的壓板顏色信息，不適用于改造后壓板形態(tài)，且辨識結(jié)果無法在運維平臺中實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。因此傳統(tǒng)方法不具有通用性。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于改進顏色識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識方法。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于改進顏色識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識方法，包括以下步驟，步驟1，采集壓板圖像；步驟2，壓板位置定位；從壓板圖像頂端向中心區(qū)域搜索，搜索首先出現(xiàn)壓板顏色的區(qū)域位置，確定壓板所在圖像區(qū)域的起始位置；步驟3，壓板圖像標(biāo)準(zhǔn)化；采用仿射變換方法進行壓板圖像的空間變換，獲得標(biāo)準(zhǔn)化的壓板圖像；步驟4，壓板排列分割；按照壓板行列信息，對圖像區(qū)域進行分割與排列，用固定大小的矩形框包圍分割后的區(qū)域；所述壓板行列信息是運行人員給定或者掃描電子銘牌獲取；步驟5，讀取顏色樣本文件，對與樣本顏色接近的區(qū)域進行樣本顏色匹配處理，在YUV空間中將對應(yīng)顏色值匹配的區(qū)域轉(zhuǎn)化成白色，生成壓板圖像對應(yīng)的二值圖；步驟6，二值圖開閉運算；通過對二值圖進行開閉運算，對圖像中像素點進行膨脹和腐蝕計算，填充或消除小于某類閾值的區(qū)域，消除由于顏色匹配二值化后產(chǎn)生的碎片，獲得增強的二值圖；步驟7，圖像分塊和狀態(tài)辨識；對分割獲得的每塊區(qū)域單獨進行狀態(tài)判別，利用小頂堆算法排列計算出二值圖中非零點y坐標(biāo)最小的N個點，再計算出x坐標(biāo)平均值，得到圖像中開關(guān)上下連接點的位置；通過顏色辨識連接點中央處是否出現(xiàn)對應(yīng)顏色來判斷開關(guān)是否連通，完成壓板狀態(tài)辨識；若出現(xiàn)壓板區(qū)域內(nèi)多處相同顏色的情況，采用外接矩形方式將壓板區(qū)域內(nèi)圖像的二值圖區(qū)域分塊包含，判斷分塊個數(shù)，辨識壓板狀態(tài)；步驟8，辨識結(jié)果輸出。所述壓板狀態(tài)辨識方法在移動式設(shè)備中進行。仿射變換矩陣為，x′y′=a11a12a21a22xy+b1b2]]>其中，(x′，y′)為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)圖象的像素坐標(biāo)值，(x，y)為壓板圖像的像素坐標(biāo)值，a11、a12、a21、a22、b1、b2為仿射變換矩陣所需相關(guān)系數(shù)。若壓板底座為非目標(biāo)色，定位壓板上下端點，取上下端點中心區(qū)域為識別區(qū)域，判斷識別區(qū)域中二值圖像素點個數(shù)是否大于一定閾值，若大于，則判斷連通，否則斷開；若壓板底座為目標(biāo)色，取分割得到的區(qū)域為識別區(qū)域，定位識別區(qū)域中上下端點，用四邊形包圍色塊，判斷色塊個數(shù)，若色塊個數(shù)大于某一閾值或色塊區(qū)域大于某閾值，則判斷斷開，否則為連通。辨識結(jié)果為行列與壓板排列相同的矩陣，矩陣元素為1、2、0；其中，1表示該壓板處于投運狀態(tài)，2表示該壓板處于備用狀態(tài)，0表示該壓板斷開。本發(fā)明所達到的有益效果：1、本發(fā)明基于改進顏色識別方法的狀態(tài)辨識算法，該核心算法采用顏色樣本匹配，二值化處理，形態(tài)學(xué)分析相關(guān)方法，綜合得到壓板工作狀態(tài)，精度高，抗干擾能力強，適用于多種場景；2、本發(fā)明在采用移動式設(shè)備進行圖像獲取，采用本地計算與識別方法進行圖像處理與狀態(tài)辨識，具有實現(xiàn)簡便、運算快、數(shù)據(jù)可跨平臺共享的特點，升級匹配簡單，升級工作效率高。附圖說明圖1為本發(fā)明的流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，一種基于改進顏色識別技術(shù)的壓板狀態(tài)辨識方法，主要包括壓板圖象采集和數(shù)據(jù)處理，采用移動式設(shè)備進行壓板圖象采集，采用移動式設(shè)備中的軟件進行數(shù)據(jù)處理，即壓板狀態(tài)辨識方法在移動式設(shè)備中進行，獨立于電力系統(tǒng)運行外，實現(xiàn)簡便、運算快、數(shù)據(jù)可跨平臺共享的特點，升級匹配簡單，升級工作效率高。具體步驟如下：步驟1，采集壓板圖像。步驟2，壓板位置定位。從壓板圖像頂端向中心區(qū)域搜索，搜索首先出現(xiàn)壓板顏色的區(qū)域位置，確定壓板所在圖像區(qū)域的起始位置。步驟3，壓板圖像標(biāo)準(zhǔn)化。采用仿射變換方法進行壓板圖像的空間變換，獲得標(biāo)準(zhǔn)化的壓板圖像。仿射變換矩陣為，x′y′=a11a12a21a22xy+b1b2]]>其中，(x′，y′)為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)圖象的像素坐標(biāo)值，(x，y)為壓板圖像的像素坐標(biāo)值，a11、a12、a21、a22、b1、b2為仿射變換矩陣所需相關(guān)系數(shù)。步驟4，壓板排列分割。按照壓板行列信息，對圖像區(qū)域進行分割與排列，用固定大小的矩形框包圍分割后的區(qū)域；壓板行列信息是運行人員給定或者掃描電子銘牌獲取。步驟5，讀取顏色樣本文件，對與樣本顏色接近的區(qū)域(步驟4中分割得到的區(qū)域)進行樣本顏色匹配處理，在YUV空間中將對應(yīng)顏色值匹配的區(qū)域轉(zhuǎn)化成白色，生成壓板圖像對應(yīng)的二值圖。步驟6，二值圖開閉運算。通過對二值圖進行開閉運算，對圖像中像素點進行膨脹和腐蝕計算，填充或消除小于某類閾值的區(qū)域，消除由于顏色匹配二值化后產(chǎn)生的碎片，獲得增強的二值圖。步驟7，圖像分塊和狀態(tài)辨識。對分割獲得的每塊區(qū)域單獨進行狀態(tài)判別，利用小頂堆算法排列計算出二值圖中非零點y坐標(biāo)最小的N個點，再計算出x坐標(biāo)平均值，得到圖像中開關(guān)上下連接點的位置。通過顏色辨識連接點中央處是否出現(xiàn)對應(yīng)顏色來判斷開關(guān)是否連通，完成壓板狀態(tài)辨識；若出現(xiàn)壓板區(qū)域內(nèi)多處相同顏色的情況，采用外接矩形方式將壓板區(qū)域內(nèi)圖像的二值圖區(qū)域分塊包含，判斷分塊個數(shù)，辨識壓板狀態(tài)。若壓板底座為非目標(biāo)色，定位壓板上下端點，取上下端點中心區(qū)域為識別區(qū)域，判斷識別區(qū)域中二值圖像素點個數(shù)是否大于一定閾值，若大于，則判斷連通，否則斷開；若壓板底座為目標(biāo)色，取分割得到的區(qū)域為識別區(qū)域，定位識別區(qū)域中上下端點，用四邊形包圍色塊，判斷色塊個數(shù)，若色塊個數(shù)大于某一閾值或色塊區(qū)域大于某閾值，則判斷斷開，否則為連通。步驟8，辨識結(jié)果輸出。辨識結(jié)果為行列與壓板排列相同的矩陣，矩陣元素為1、2、0；其中，1表示該壓板處于投運狀態(tài)，2表示該壓板處于備用狀態(tài)，0表示該壓板斷開。結(jié)果以文本文件的格式上傳到數(shù)據(jù)庫或者保存在本地。上述方法基于改進顏色識別方法的狀態(tài)辨識算法，該核心算法采用顏色樣本匹配，二值化處理，形態(tài)學(xué)分析相關(guān)方法，綜合得到壓板工作狀態(tài)，精度高，抗干擾能力強，適用于多種場景。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3