一种基于图形自我对比的保护压板状态识别方法与流程

本发明涉及一种基于图形自我对比的保护压板状态识别方法，属于压板状态监测技术领域。

背景技术：

继电保护及自动装置新投入或定值改变后，由继电保护负责人向运行人员交待各种方式下保护压板投退方法，然后运行人员和当值调度员核对该装置的全部定值，正确无误后投入运行。保护装置在运行中，运行人员按照巡视检查制度有关规定，定期对保护装置及其压板投退位置进行核对检查，以确保保护压板投退正确。

目前，变电站保护压板的巡视检查有两种方式，一种是日常的定期巡视检查，另一种是每月一次压板全面核对。定期巡视检查工作，由于时间的原因，只能对重要压板进行巡视检查、核对，做不到对压板全面细致的检查；要想全面细致的对压板进行检查，只能每月安排一次对压板的全面核对检查，但是这种检查方式由于压板数量多、检查周期长，存在很大的弊端：

1）采用人工方式，一人读取某一压板的名称和位置，另一人在保护压板核对检查记录上做标记，每个站都存在着成百上千个压板（一个典型的220kv变电站的压板数量在1000个左右，一个典型的110kv变电站也有上百个），这种方式不仅耗时费力，而且异常繁琐；

2）保护压板安装在保护屏柜下方，运行人员核对压板时需要蹲在地上逐一核对，由于蹲在地上的时间长，往往会使运行人员身体困乏，核对到后期时，运行人员产生厌烦心理，出现偷懒、核对不认真的现象，只在核对记录中随便填写，导致个别压板投退错误，不能及时发现；

3）每月一次定期核对压板，核对周期长，在这个周期中，如果此时保护压板位置发生变化，运行人员没有及时发现并纠正；同时由于人员懒散，往往不去现场核对保护压板，直接照抄上月保护压板的核对记录，假如上月保护压板核对错误，造成当月不能及时发现并更正；这些都会对设备运行留下安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于图形自我对比的保护压板状态识别方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于图形自我对比的保护压板状态识别方法，该方法包括以下步骤：

（1）采用摄像头对中屏柜的压板区域进行拍照，将拍照后的图片传输到处理器；

（2）处理器接收到图片后，压板图像后进行渲染计算；

（3）渲染计算后的图片进行灰度转换，取得黑白色的压板图像；

（4）图形自我对比计算，得出各个独立的压板宽度、高度、像素点数和倾角度分析数值；

（5）根据分析数据进行多维度判断，计算出每个压板的状态，获得压板状态表，压板状态表包括压板行号、每行的顺序号以及状态值。

渲染计算以中心点为基础色，将其他八个方向的颜色进行模糊处理，从而实现图像渲染着色。图像渲染是将三维的光能传递处理转换为一个二维图像的过程，从而取得待分析的渲染图像。

黑白色的压板图像基于交替培养的计算方法，将压板图像中的像素点变成二进制点阵，黑色代表1，白色代表0。

图形自我对比计算：根据灰度计算图片，从第1行、1列开始，分析黑色像素的区域块，根据区域块的像素数量确定该区域块是否为压板实体（压板实体像素较多），同时将区域块与区域块进行数量对比，以确定压板实体及数量。

多维度判断：将单个区域块（压板此时为由黑色像素组成的块）的几个技术参数进行判断，即像素点数：即黑色块中黑色像素的数量，压板分时像素点多于压板合时的像素点数，宽度：黑色块最左侧像素点与最右侧像素点距离，高度：黑色块最高像素点与最低像素点距离，倾角度：黑色块最左侧像素点与最右侧像素点之间直线的角度。

压板状态的分闸同时满足以下三个条件：

闭合像素点<分离像素点

闭合宽度<分离宽度

闭合倾角>分离倾角，反之为合闸。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明实现图像化的保护压板核对功能，节省由人员一个一个核对的时间，提升保护压板核对效率，减轻巡检人员的工作强度，避免由于人员懒散、困乏、疏忽等造成的核对异常,杜绝由于压板核对错误引起的事故，保证电网的安全可靠运行，有助予提升巡检质量和工作效率，该自动识别技术的开发具有明显的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是采集的压板状态图；

图3是对图2进行渲染后的图；

图4是对图3灰度计算后图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例：如图1-图4所示，一种基于图形自我对比的保护压板状态识别方法，该方法包括以下步骤：

（1）采用摄像头对中屏柜的压板区域进行拍照，将拍照后的图片传输到处理器；

（2）处理器接收到图片后，压板图像后进行渲染计算；

（3）渲染计算后的图片进行灰度转换，取得黑白色的压板图像，黑白色的压板图像基于交替培养的计算方法，将压板图像中的像素点变成二进制点阵，黑色代表1，白色代表0；

（4）图形自我对比计算，得出各个独立的压板宽度、高度、像素点数和倾角度分析数值；

（5）根据分析数据进行多维度判断，计算出每个压板的状态，获得压板状态表，压板状态表包括压板行号、每行的顺序号以及状态值。

渲染计算以中心点为基础色，将其他八个方向的颜色进行模糊处理，从而实现图像渲染着色。图像渲染是将三维的光能传递处理转换为一个二维图像的过程，从而取得待分析的渲染图像。

图形自我对比计算：根据灰度计算图片，从第1行、1列开始，分析黑色像素的区域块，根据区域块的像素数量确定该区域块是否为压板实体（压板实体像素较多），同时将区域块与区域块进行数量对比，以确定压板实体及数量。

多维度判断：将单个区域块（压板此时为由黑色像素组成的块）的几个技术参数进行判断，即像素点数：即黑色块中黑色像素的数量，压板分时像素点多于压板合时的像素点数，宽度：黑色块最左侧像素点与最右侧像素点距离，高度：黑色块最高像素点与最低像素点距离，倾角度：黑色块最左侧像素点与最右侧像素点之间直线的角度。

压板状态的分闸同时满足以下三个条件：

闭合像素点<分离像素点

闭合宽度<分离宽度

闭合倾角>分离倾角，反之为合闸。

实例1：对图2的渲染计算图片：渲染计算主要采用随机生成的颜色代替原图片中的色彩，利用九点定色法，将压板上的噪声颜色清除（去除压板上的文字），得到图3，对图3进行灰度计算图片：灰度计算将背景色去除，留下压板着色，如图4所示，对图4进行状态识别，得到如下表所示数据：

根据表中识别的压板状态结果（1表示合闸状态，0表示分闸状态），匹配到压板配置表中，从而完成压板状态识别。

本发明由运检人员手持变电站保护压板状态自动识别装置（包括摄像头触控屏与控制器电连接的手持终端），选中屏柜后，对其压板区域进行拍照，并根据照片对各个压板进行自动识别。考虑到因人员拍照姿势的差异（拍照水平角度倾斜、垂直角度变距、焦距调制和光线明暗及反光度等），在图像自动识别时会进行自我对比，达到自动矫正，但对差异范围有限制（限制程度依据图像识别算法实现来确定），图像自动识别产生以位置（行号，顺序号）为标识的压板，以及该位置的压板的状态值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。