保护压板状态识别方法、系统、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及电子系统自动巡检技术领域，尤其是涉及一种保护压板状态识别方法、系统、设备、存储介质及巡检机器人。


背景技术：

2.电力系统中的保护压板也叫保护连片，串联于继电保护装置的控制回路的分断点，用来接通或断开继电保护装置的控制回路，是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，是电力系统二次保护中的重要设备。压板的正确投入和退出是确保集电保护系统安全运行的重要保障。压板的投入和退出由人工操作，在实际运行中，因为压板的投入或退出不当，造成集电保护系统无法完成跳闸动作的现象时有发生，给电力系统的安全运行留下严重隐患。
3.变电站中通常包含多个保护屏柜，而每一保护屏柜均包括多个保护压板。例如110kv变电站中通常有10
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20个保护苹果城，每个保护屏柜的保护压板数量可多达六七十个。如果采用人工巡检的方式对这些保护压板进行检查，无疑存在工作量大、及时性差、容易出错的问题。
4.现有技术中通常采用图像处理的方式对保护压板的状态进行自动识别，这种方式应用在复杂场景时鲁棒性较差，如当光线强弱差异大、拍摄角度多变时，识别效果差，识别时间较长。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种保护压板状态识别方法、系统、设备、存储介质及巡检机器人，用以解决保护压板状态识别效果差、效率低的技术问题。
6.为了解决上述问题，第一方面，本发明提供一种保护压板状态识别方法，同一屏柜上的保护压板均朝同一方向设置，所述屏柜上设置有不同状态下压板的压板模型，所述方法包括以下步骤：
7.获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
8.从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
9.从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
10.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
11.对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
12.可选的，从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域，具体为：
13.所述压板模型上设置有模型标记，通过识别所述模型标记，从所述屏柜图像中提取出所述压板模型区域；
14.所述保护压板上设置有压板标记，通过识别所述压板标记，从所述屏柜图像中提取出所述保护压板区域。
15.可选的，从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像，具体为；
16.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同状态下压板的压板模型；
17.通过识别所述矩形框从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
18.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像，具体为：
19.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同的保护压板；
20.通过识别所述矩形框从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像。
21.可选的，从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像，具体为；
22.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同状态下压板的压板模型；
23.通过识别所述矩形框从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
24.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像，具体为：
25.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同的保护压板；
26.通过识别所述矩形框从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像。
27.可选的，还包括：
28.识别屏柜编码，根据所述屏柜编码在设定状态表库中查找相应的设定状态表作为检查对照表；
29.根据压板状态识别结果生成状态识别表；
30.通过对比所述检查对照表和所述状态识别表，判断各保护压板状态是否正确，针对状态不正确的保护压板输出报警信号。
31.可选的，针对状态不正确的保护压板输出报警信号，具体为：
32.所述屏柜上设置责任人联系方式标记，根据所述责任人联系方式标记向责任人发送所述报警信号，并将所述屏柜图像发送至责任人。
33.第二方面，本技术还提供一种保护压板状态识别系统，同一屏柜上的保护压板均朝同一方向设置，所述屏柜上设置有不同状态下压板的压板模型，所述系统包括：
34.获取模块，用于获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
35.分离模块，用于从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
36.分割模块，用于从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像，从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
37.对比模块，用于对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
38.第三方面，本技术提供的一种计算机设备，采用如下的技术方案：
39.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述保护压板状态识别方法的步骤。
40.第四方面，本技术提供的一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
41.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述保护压板状态识别方法的步骤。
42.第五方面，本技术提供一种巡检机器人，包括机器人本体，还包括如权利要求9所述的计算机存储介质，所述机器人本体包括控制器，所述机器人本体上安装有视觉传感器；
43.所述机器人本体用于行走至屏柜位置处；
44.所述视觉传感器用于拍摄所述屏柜图像，并将所述屏柜图像传送至所述控制器；
45.所述控制器用于执行所述计算机存储介质中存储的计算机程序，以实现所述保护
压板状态识别方法的步骤。
46.本发明的有益效果是：本发明在屏柜上设置不同状态下的压板模型，采集保护压板的压板图像的同时采集压板模型的模型图像，利用模型图像作为判断压板状态的对比判断基准。由于压板模型与保护压板位于同一屏柜上，即位于相同的场景环境中，因此环境对模型图像的影响与对压板图像的影响一致，环境变化时，模型图像也会随之变化，实现动态的对比判断基准。利用随环境变化的模型图像作为动态对比判断基准，可以摒除环境对压板图像识别的影响，从而提高压板状态识别的准确率。同时，利用模板图像作为动态对比判断标准，可以避免对压板图像进行角度校准、光线补偿等步骤，提高压板状态识别效率。
附图说明
47.图1为本技术提供的保护压板状态识别方法一实施例的方法流程图；
48.图2为本技术提供的保护压板状态识别系统一实施例的原理框图；
49.图3为本技术提供的计算机设备一实施例的原理框图。
具体实施方式
50.下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
51.在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
53.本技术提供了一种保护压板状态识别方法、系统、设备、计算机设备、存储介质及巡检机器人，以下分别进行详细说明。
54.首先，如图1所示，本技术实施例提供了一种保护压板状态识别方法，同一屏柜上的保护压板均朝同一方向设置，所述屏柜上设置有不同状态下压板的压板模型，所述方法包括以下步骤：
55.s1、获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
56.s2、从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
57.s3、从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
58.s4、从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
59.s5、对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
60.目前，针对压板图像进行状态识别时，通常仅仅设置单一的判断标准，例如设置单一的角度值、颜色特征值、轮廓特征值等等，通过角度、颜色、轮廓等实现压板状态的识别。这种判断方式在复杂场景下，例如光线强弱差异大、拍摄角度多变时，存在较大的识别误差。例如，当拍摄角度多变时，如果采用角度值进行判断则需要对拍摄角度进行校正，判断结果受校正影响，可能存在较大误差，且校正过程较为麻烦。或者，在光线强弱差异大时，采用颜色特征值进行判断，则可能出现较大误差。
61.本实施例针对这一问题，在屏柜上设置不同状态下的压板模型，采集保护压板的
压板图像的同时采集压板模型的模型图像，利用模型图像作为判断压板状态的对比判断基准。由于压板模型与保护压板位于同一屏柜上，即位于相同的场景环境中，因此环境对模型图像的影响与对压板图像的影响一致，环境变化时，模型图像也会随之变化，实现动态的对比判断基准。利用随环境变化的模型图像作为动态对比判断基准，可以摒除环境对压板图像识别的影响，从而提高压板状态识别的准确率。同时，利用模板图像作为动态对比判断标准，可以避免对压板图像进行角度校准、光线补偿等步骤，提高压板状态识别效率。
62.在一实施例中，从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域，具体为：
63.所述压板模型上设置有模型标记，通过识别所述模型标记，从所述屏柜图像中提取出所述压板模型区域；
64.所述保护压板上设置有压板标记，通过识别所述压板标记，从所述屏柜图像中提取出所述保护压板区域。
65.具体的，压板模型的模型标记与压板的压板标记，优选设置为容易区分的，例如形状差别较大，颜色差别较大，尺寸差别较大的标记等。
66.本实施例直接用矩形框对压板模型区域和保护压板区域进行区分，由于压板模型数量有限，因此，压板模型区域的矩形框比保护压板区域的矩形框小很多，较容易区分。
67.在一实施例中，从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像，具体为；
68.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同状态下压板的压板模型；
69.通过识别所述矩形框从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
70.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像，具体为：
71.在所述屏柜上设置矩形框，用于区分不同的保护压板；
72.通过识别所述矩形框从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像。
73.具体的，在压板模型区域的矩形框内设置小的矩形框，用于区分不同的压板模型，便于模型图像的分割；在保护压板区域的矩形框内设置小的矩形框，用于区分不同的保护压板，便于压板图像的分割。
74.在一实施例中，对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态，具体为：
75.对所述模型图像进行预处理，提取预处理后模型图像中轮廓信息，基于所述模型图像中轮廓信息计算压板模型的连接件的特征值，结合各不同状态下压板的压板模型对应的特征值，得到状态判断表；
76.对所述压板图像进行预处理，提取预处理后压板图像中轮廓信息，基于所述压板图像中轮廓信息计算保护压板的连接件的特征值，对比所述状态判断表中各特征值与保护压板对应的特征值，得到保护压板的状态。
77.在一实施例中，还包括：
78.识别屏柜编码，根据所述屏柜编码在设定状态表库中查找相应的设定状态表作为检查对照表；
79.根据压板状态识别结果生成状态识别表；
80.通过对比所述检查对照表和所述状态识别表，判断各保护压板状态是否正确，针
对状态不正确的保护压板输出报警信号。
81.屏柜编码可以采用二维码，在各屏柜上设置二维码，通过扫描二维码识别屏柜，并查询设定状态表库，查找到相应的设定状态表。设定状态表中描述了屏柜中各保护压板正确的状态，通过对照设定状态表与状态识别表，可以判断各保护压板的状态是否正确，如果不正确则进行报警。具体的，对照设定状态表与状态识别表的对比判断，可以采用矩阵对比的方式实现，即根据对照设定状态表与状态识别表分别生成对照设定状态矩阵与状态识别矩阵，判断设定状态矩阵与状态识别矩阵是否相等，即可判断各保护压板是否状态正确。
82.在一实施例中，针对状态不正确的保护压板输出报警信号，具体为：
83.所述屏柜上设置责任人联系方式标记，根据所述责任人联系方式标记向责任人发送所述报警信号，并将所述屏柜图像发送至责任人。
84.责任人的联系方式可以与屏柜编码一同编码于二维码中，通过扫描二维码同时识别屏柜编码和责任人的联系方式。向责任人发送报警信息的同时，发送屏柜图像，便于责任人进行人工复核及快速响应处理。
85.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
86.本实施例还提供一种保护压板状态识别系统，同一屏柜上的保护压板均朝同一方向设置，所述屏柜上设置有不同状态下压板的压板模型，该保护压板状态识别系统与上述实施例中保护压板状态识别方法一一对应。如图2所示，该保护压板状态识别系统包括：
87.获取模块401，用于获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
88.分离模块402，用于从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
89.分割模块403，用于从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像，从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
90.对比模块404，用于对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
91.关于保护压板状态识别系统的具体限定可以参见上文中对于保护压板状态识别方法的限定，在此不再赘述。上述保护压板状态识别系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
92.如图3所示，基于上述保护压板状态识别方法，本技术还相应提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该计算机设备包括处理器10、存储器20及显示器30。图3仅示出了计算机设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
93.存储器20在一些实施例中可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器20在另一些实施例中也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器20还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器20用于存储安装于计算机设备的应用软件及各
类数据，例如安装计算机设备的程序代码等。存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有保护压板状态识别程序40，该程序40可被处理器10所执行，从而实现本技术各实施例的保护压板状态识别方法。
94.处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit,cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行保护压板状态识别方法等。
95.显示器30在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light
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emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器30用于显示在计算机设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。计算机设备的部件10
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30通过系统总线相互通信。
96.在一实施例中，当处理器10执行存储器20中保护压板状态识别程序40时实现以下步骤：
97.获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
98.从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
99.从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
100.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
101.对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
102.本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有保护压板状态识别程序，程序被处理器执行时实现以下步骤：
103.获取包括保护压板和压板模型的屏柜图像；
104.从所述屏柜图像中分离出压板模型区域以及保护压板区域；
105.从所述压板模型区域中分割出不同状态下压板的模型图像；
106.从所述保护压板区域中分割出不同保护压板的压板图像；
107.对比所述压板图像与各所述模型图像，得到对应保护压板的状态。
108.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
109.本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
110.本实施例还提供一种巡检机器人，包括机器人本体，还包括所述计算机存储介质，所述机器人本体包括控制器，所述机器人本体上安装有视觉传感器；
111.所述机器人本体用于行走至屏柜位置处；
112.所述视觉传感器用于拍摄所述屏柜图像，并将所述屏柜图像传送至所述控制器；
113.所述控制器用于执行所述计算机存储介质中存储的计算机程序，以实现所述保护压板状态识别方法的步骤。
114.本实施例采用机器人的方式实现压板状态识别，进一步提高压板识别的自动化程度。同时，还可以通过机器人实现变电站内其它设备的自动巡检，例如对各类指示灯的状态进行识别、判断，对各类仪器仪表进行自动读数，对接线状态进行自动判断，对屏柜环境(如温度)进行检测等，从而实现全面的自动巡检。
115.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。