基于图像特征模板匹配的电力系统开关状态检测方法与流程

文档序号:12471225阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于图像特征模板匹配的电力系统刀闸开关状态检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)、图像预处理:包括图像降噪、直方图均衡化处理、高斯滤波、拉普拉斯变换、图像二值化;

2)、边缘检测:通过Canny算子检测出图像中所有物体的边缘线;

3)、线段拟合:通过Hough直线检测方法检测出所有直线,并根据相互间的间隔距离、角度关系把短线段拟合成长线段;

4)、模板匹配:与标准模板的特征信息进行比对,看差异度是否满足阈值要求,如果满足,返回模板状态,反之返回与模板相反状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像特征模板匹配的电力系统刀闸开关状态检测方法,其特征在于,对于横粗杆型刀闸开关,检测步骤如下:

1-1.首先需要对图像进行预处理,将读入的彩色图像通过灰度化、二值化、开闭运算、中值滤波后得到待处理初始对象;

1-2.通过Canny算子对待处理初始对象进行边缘检测;

1-3.进行线段拟合,初始化模板图像中刀闸状态为闭合,通过Hough直线检测方法检测出出图像中存在的所有直线,计算检测出的直线中非垂直的直线的长度、倾角、斜率、截距,通过平行角度关系拟合出直线并保存其端点坐标;并根据相互间的间隔距离、角度关系把短线段拟合成长线段;

1-4.模板匹配,判断状态,由于待测图像与模板图像之间不能同时满足初始状态为闭合时的三个条件,故可以判断当前状态为断开。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像特征模板匹配的电力系统刀闸开关状态检测方法,其特征在于,对于竖粗杆型刀闸开关,检测步骤如下:

2-1.通过对输入图像进行直方图均衡化、高斯滤波、拉普拉斯变换、二值化完成对图像的预处理;

2-2.进行边缘检测,先将二值化后的图像进行反转,然后利用Canny算子进行边缘检测;

2-3.通过Hough直线检测方法提取出图像中的线段,再利用平行角度关系拟合出直线,保存其中长度最长的线段并计算其角度;

2-4.模板匹配,将预处理过程中对模板提取出的特征和待测图像进行对比,默认为如果其最大长度和特征中的长度之比大于0.85小于1.15并且角度的差小于10度,则认为检测的图片中开关状态和之前用于特征提取的图片中的开关状态一样,否则与其开关状态相反。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像特征模板匹配的电力系统刀闸开关状态检测方法,其特征在于,对于细杆型刀闸开关,检测步骤如下:

3-1.首先对待检测图像进行灰度化、高斯滤波等处理完成预处理;

3-2.利用Canny边缘检测算子检测出图像中所有物体的边缘线;

3-3.利用Hough直线检测算子检测出直线,利用用平行角度关系将短线段拟合出长线段;

3-4.模板匹配,由于待测图像中最长线段与给定矩形框的长度之比大于设定的阈值,修改特征值为1,由于待测图像bgr差别较大且灰度不集中,则先调用比较灰度的函数,此时返回值为1,则返回与初始状态相同的状态为闭合。

5.一种基于图像特征模板匹配的电力系统文字开关状态检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)、模板制作:制作黑底白字的两张文字图片,裁剪图片大小使之适合文字大小,计算白色像素所占比率得到二值化阈值;

2)、图像预处理:通过灰度化、直方图均衡化、高斯滤波对图像进行处理,然后不断二值化使其白色像素所占比率小于二值化阈值;

3)、感兴趣区域获得:通过水平、垂直方向投影和查找上下左右四个方向阈值的方法裁剪图像,得到最适合比较的感兴趣区域图片;

4)、模板匹配:将感兴趣区域图片大小变为标准模板大小,分别比较其与两模板图片的像素相似度,返回相似度大的模板的状态。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像特征模板匹配的电力系统文字开关状态检测方法,其特征在于,具体步骤如下:

4-1.制作匹配模板,在两张黑底图片上分别写上白色的“分”、“合”,将图片大小剪裁至文字大小进行保存,计算两张图片中白色像素的比率获得二值化阈值;

4-2.对待测图片进行预处理,首先进行灰度化获得灰度图片,接着对其进行均衡化处理,然后利用高斯滤波进行降噪,最后不断对其进行二值化直到图中白色像素比率小于二值化阈值设定;

4-3.获得感兴趣区域,对获得的二值化图片分别进行水平、垂直方向投影,裁剪出水平、垂直方向上最大连续部分图像,然后通过查找上下左右四个方向上的极值来进一步对待测图像裁剪,获得最佳待测的ROI区域;

4-4.进行模板匹配,将裁剪得到的区域图片大小调整到模板图片大小,利用像素相似度公式分别计算待测图像与两幅模板图像的相似度,由于“合”的相似度大于与“开”的相似度,故最终判定状态为“合”。

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