变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法和系统与流程

本发明涉及的是智能巡检领域,特别涉及一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法和系统。

背景技术：

1、随着无人值守变电所的发展，智能巡检系统成为最重要的技术之一。目前，摄像头获取图像后通过人力进行识别耗时费力，准确率低。所以开发一种自动识别系统是很重要的。自动识别系统的关键在于对图像目标区域的准确提取。图像获取主要有两种手段，一种是基于固定摄像头的巡检系统，特点在于目标区域在图像中的位置是固定的。第二种就是基于巡检机器人的巡检系统，此类系统图像目标区域是不确定的。

2、对于基于固定摄像头的巡检系统，巡检获得图像目标的位置是固定的，即目标区域四个坐标点不会变，可以通过预先在图像中设置坐标点信息进行目标提取，但是摄像头在巡检过程中存在抖动的情况，导致预设坐标点信息无法获取准确的目标区域图像。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法和系统。

2、为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

3、一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，包括：

4、s100.设置巡检点，获取第一轮巡检图像，将第一轮巡检图像作为待配准的参考图像，在参考图像中标定目标区域的坐标点；

5、s200.获取巡检图像，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下；

6、s300.根据参考图像中标定目标区域的坐标点，并将标定的目标区域坐标点输入透视变换矩阵中计算变换矩阵；

7、s400.在配准后的巡检图像中通过坐标点信息和透视变换矩阵得到目标区域图像。

8、进一步地，s100中，设置巡检的方法包括：固定摄像头按照预先设置好的路径到达每个设备对应的拍摄位置拍摄图像，其中，固定摄像头获取每个设备正视图像。

9、进一步地，s100中，在参考图像中标定目标区域的坐标点的方法为：将参考图像中设备所在的矩形区域设定为目标区域，确定标定目标区域的坐标点为4个，分别为矩形区域的左右上角和左右下角四个坐标点。

10、进一步地，s200中，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下的方法为：首先采用sift特征描述器提取两幅图像的特征点，然后采用bf匹配器对两幅图像的特征点进行匹配。

11、进一步地，s200中，sift特征描述器提取两幅图像的特征点的方法包括：尺度空间极值检测、关键点定位、方向赋值以及关键点描述。

12、进一步地，s200中，bf匹配器对两幅图像的特征点进行匹配的方法包括：bf匹配器将两幅图像中的特征点一一比较，将梯度大小和方向相似的作为匹配点对，将每4个匹配点对拟合一个单应性矩阵模型，取误差最小单应性矩阵模型的作为最优模型，根据最优模型将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下。

13、进一步地，s300中，透视变换矩阵用于将倾斜的图像进行旋转矫正，并提取出缩放成固定尺寸的图像，达到图像正视化的效果。

14、进一步地，s300中，透视变换矩阵进行旋转的公式为：

15、

16、其中，(x，y)为变换前的点坐标，θ为旋转角度，(x’，y’)为变换后的点坐标。

17、本发明还公开了一种固定变电所巡检图像目标配准定位的系统，包括：

18、参考图像获取单元、巡检图像配准单元、变换矩阵计算单元和目标区域图像获取单元；其中：

19、参考图像获取单元，用于设置巡检点，获取第一轮巡检图像，将第一轮巡检图像作为待配准的参考图像，在参考图像中标定目标区域的坐标点；

20、巡检图像配准单元，用于获取巡检图像，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下；

21、变换矩阵计算单元，用于根据参考图像中标定目标区域的坐标点，并将标定的目标区域坐标点输入透视变换矩阵中计算变换矩阵；

22、目标区域图像获取单元，用于在配准后的巡检图像中通过坐标点信息和透视变换矩阵得到目标区域图像。

23、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

24、本发明公开的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法和系统，所述方法包括：设置巡检点，获取第一轮巡检图像，将第一轮巡检图像作为待配准的参考图像，在参考图像中标定目标区域的坐标点；获取巡检图像，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下；根据参考图像中标定目标区域的坐标点，并将标定的目标区域坐标点输入透视变换矩阵中计算变换矩阵；在配准后的巡检图像中通过坐标点信息和透视变换矩阵得到目标区域图像。本发明解决了摄像头在巡检过程中存在抖动的情况，导致预设坐标点信息无法获取准确的目标区域图像的问题。

25、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s100中，设置巡检的方法包括：固定摄像头按照预先设置好的路径到达每个设备对应的拍摄位置拍摄图像，其中，固定摄像头获取每个设备正视图像。

3.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s100中，在参考图像中标定目标区域的坐标点的方法为：将参考图像中设备所在的矩形区域设定为目标区域，确定标定目标区域的坐标点为4个，分别为矩形区域的左右上角和左右下角四个坐标点。

4.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s200中，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下的方法为：首先采用sift特征描述器提取两幅图像的特征点，然后采用bf匹配器对两幅图像的特征点进行匹配。

5.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s200中，sift特征描述器提取两幅图像的特征点的方法包括：尺度空间极值检测、关键点定位、方向赋值以及关键点描述。

6.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s200中，bf匹配器对两幅图像的特征点进行匹配的方法包括：bf匹配器将两幅图像中的特征点一一比较，将梯度大小和方向相似的作为匹配点对，将每4个匹配点对拟合一个单应性矩阵模型，取误差最小单应性矩阵模型的作为最优模型，根据最优模型将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下。

7.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s300中，透视变换矩阵用于将倾斜的图像进行旋转矫正，并提取出缩放成固定尺寸的图像，达到图像正视化的效果。

8.如权利要求1所述的一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法，其特征在于，s300中，透视变换矩阵进行旋转的公式为：

9.一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的系统，其特征在于，包括：

技术总结
一种变电所固定摄像头巡检图像目标配准定位的方法和系统，所述方法包括：设置巡检点，获取第一轮巡检图像，将第一轮巡检图像作为待配准的参考图像，在参考图像中标定目标区域的坐标点；获取巡检图像，将巡检图像配准到与参考图像的同一坐标系下；根据参考图像中标定目标区域的坐标点，并将标定的目标区域坐标点输入透视变换矩阵中计算变换矩阵；在配准后的巡检图像中通过坐标点信息和透视变换矩阵得到目标区域图像。本发明解决了摄像头在巡检过程中存在抖动的情况，导致预设坐标点信息无法获取准确的目标区域图像的问题。

技术研发人员：温建民,叶飞,何斌,王建国,王开康,张华志,张海申,许梦希,龚孟荣,何俊文,许龙,王沛沛,黄健,吕意,祝愿博
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13