一种开关柜地刀状态非接触监测方法、系统、介质及设备与流程

本发明涉及电力测量技术领域，具体涉及一种开关柜地刀状态非接触监测方法、系统、介质及设备。

背景技术：

开关柜是一种电气设备，开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜地刀是开关柜中极为重要的作动开关设备。在开关柜的工作过程中，如需要进行开关开合动作，需要将地刀转动至相应位置，如地刀不能够作动到位，则会严重影响合闸/分闸效果，导致设备损坏甚至是安全事故。因此，在地刀作动过程中，必须能够对其分合闸状态进行实施监测。

在目前开关柜的设计中，通常使用人工观察、接触式压力传感器、接触式应变传感器（应变片）对地刀的分合闸状态进行检测。人工观察方式不仅误差大而且费时费力，难以满足智能电网一键顺控的需求。接触式传感器需要布置在地刀触头上，不仅妨碍触头的工作而且容易受到开关内大工作电流的影响，导致传感器失效或损毁。另外，根据国家未来智能电网的规划中“一键顺控”的指导思想，地刀分合闸状态必须实现“双确认”，即要求同时有两种独立的技术手段实现地刀分合闸状态的同时判定，才能确认数据的有效性。此外，也急需在现有接触监测的方式的基础上研发新的监测手段才能够完成双确认监测的需求。

因此，在现有接触监测的技术手段的基础上，如何实现稳定可靠的开关柜地刀状态非接触监测，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种开关柜地刀状态非接触监测方法、系统、介质及设备，本发明能够通过非接触的方式对开关柜中的地刀进行实时监测，能够实时的获取到地刀的状态，并且能够实现开关柜中地刀分合闸状态的准确判定，能够方便地与现有接触监测的方式形成开关柜地刀状态双确认监测。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种开关柜地刀状态非接触监测方法，实施步骤包括：

1）采集地刀图像；

2）识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

3）根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

可选地，步骤1）采集地刀图像时还包括通过打开光源给地刀补光、在完成地刀图像采集后关闭光源的步骤。

可选地，步骤2）包括：采用灰度重心计算方法计算出地刀图像中地刀动触头上的单个标记点的灰度重心作为地刀图像中的标记点中心坐标。

可选地，步骤2）包括：采用灰度重心计算方法分别计算出地刀图像中地刀动触头上的两个标记点的灰度重心，然后将两个标记点的灰度重心的连线中点作为标记点中心坐标。

可选地，步骤3）中还包括标记点中心坐标的几何特征同时与预设的分闸状态标定值的误差大于预设阈值、与预设的合闸状态标定值的误差大于预设阈值的情况下判定地刀处于分合闸中间状态的步骤。

可选地，步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指标记点中心坐标的实际位置坐标；步骤3）包括：

3.1a）将标记点中心坐标转换为标记点的实际位置坐标；

3.2a）将标记点的实际位置坐标与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

可选地，步骤3.1a）之前还包括标定物面分辨率参数z的步骤，标定物面分辨率参数z的步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。

可选地，所述物面分辨率参数z的标定步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。

可选地，所述标记点为圆形，所述以像素为单位的尺寸指的是指标记点直径所占的像素个数，所述标记点的实际尺寸是指标记点直径的实际物理尺寸。

可选地，步骤3.2a）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：采集分闸状态下的地刀图像，识别分闸状态下的出地刀图像中的标记点中心坐标，将分闸状态下的标记点中心坐标转换为标记点的第一实际位置坐标，并将该第一实际位置坐标作为预设的分闸状态标定值；采集合闸状态下的地刀图像，识别合闸状态下的出地刀图像中的标记点中心坐标，将合闸状态下的标记点中心坐标转换为标记点的第二实际位置坐标，并将该第二实际位置坐标作为预设的合闸状态标定值。

可选地，步骤3.2a）包括：将标记点的实际位置坐标与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果满足式（1）则判定与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，地刀处于分闸状态；如果满足式（2）则判定与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，地刀处于合闸状态；

x∈(x1-a,x1+a)且y∈(y1-a,y1+a)（1）

x∈(x2-b,x2+b)且y∈(y2-b,y2+b)（2）

式（1）和式（2）中，(x,y)为标记点的实际位置坐标，(x1,y1)为分闸状态标定值，(x2,y2)为合闸状态标定值，a为分闸状态判定的预设阈值，b为合闸状态判定的预设阈值。

可选地，步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指均位于地刀的动触头上且沿动触头长度方向布置的两个标记点的标记点中心坐标连线相对于地刀所置平面的角度，步骤3）包括：

3.1b）根据均位于地刀的动触头上且沿动触头长度方向布置的两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线相对于地刀所置平面的角度；

3.2b）将标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的角度与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

可选地，步步骤3.2b）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点中心坐标，根据两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的第一角度，将该第一角度作为预设的分闸状态标定值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点中心坐标，根据两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的第二角度，将该第二角度作为预设的合闸状态标定值。

可选地步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指两个标记点的实际距离，且一个标记点位于地刀的动触头上、另一个标记点位于地刀的静触头上，步骤3）包括：

3.1c）获取两个标记点的标记点中心坐标，一个标记点位于地刀的动触头上、另一个标记点位于地刀的静触头上；将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的实际距离；

3.2c）将两个标记点的实际距离与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

可选地，步骤3.1c）中将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标具体是指将标记点的标记点中心坐标(x′,y′)基于预设的物面分辨率参数z转换得到标记点的实际位置坐标(x′/z,y′/z)。

可选地，步骤3.1c）之前还包括标定物面分辨率参数z的步骤，标定物面分辨率参数z的步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。

可选地，所述标记点为圆形，所述以像素为单位的尺寸指的是指标记点直径所占的像素个数，所述标记点的实际尺寸是指标记点直径的实际物理尺寸。

可选地，步骤3.2c）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中所述两个标记点中心坐标，获取两个标记点的标记点中心坐标，将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的第一实际距离，将该第一实际距离作为预设的分闸状态标定值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中所述两个标记点中心坐标，获取两个标记点的标记点中心坐标，将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的第二实际距离，将该第二实际距离作为预设的分闸状态标定值。

本发明还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括：

图像采集程序单元，用于采集地刀图像；

中心坐标识别程序单元，用于识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

分合闸状态判断程序单元，用于根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

本发明还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本发明前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本发明前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本发明前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

本发明还提供一种开关柜地刀状态非接触监测设备，包括标记点单元以及相互通信连接的计算机设备和图像采集设备，所述标记点单元包括至少一个设于地刀上的标记点，所述图像采集设备安装在开关柜内且其镜头面向开关柜的地刀，所述计算机设备被编程以执行本发明前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者所述计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本发明前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：

1、本发明识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标后，根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态，本发明通过非接触的方式对开关柜中的地刀进行实时监测，不需要在地刀上安装任何接触式传感器等设备，因此不会对开关柜自身器件造成任何影响，并且通过本发明监测方法能够实现对开关柜中地刀分合闸的准确判定。另外，在现有地刀分合闸状态方法的基础上结合上本发明监测方法，能够使得地刀分合闸状态实现更加安全可靠的“双确认”检测判断。

2、本发明方法可以通过具有处理以及控制功能的中央处理器基于软件程序实现，因此本发明开关柜地刀状态非接触监测方式具有结构简单和成本低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例一的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一：

如图1所示，本实施例开关柜地刀状态非接触监测方法实施步骤包括：

1）采集地刀图像；

2）识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

3）根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

本实施例中，步骤1）采集地刀图像时还包括通过打开光源给地刀补光、在完成地刀图像采集后关闭光源的步骤，当进行图像采集时，控制开关柜内的光源打开，否则，控制开关柜内的光源关闭。通过上述方式，一方面可以为图像采集补光，提高图像清晰，另一方面还提高了开关柜内光源的使用寿命，减少开关柜用电量和散热量。

本实施例中，可控制图像采集模块按照一定的频率采集地刀图像，从而能够实现灵活的控制地刀状态监测的时间间隔。

作为一种可选的实施方式，也可以采用一个标记点确定标记点中心坐标，该方式下的步骤2）包括：采用灰度重心计算方法计算出地刀图像中地刀动触头上的单个标记点的灰度重心作为地刀图像中的标记点中心坐标。

作为一种可选的实施方式，也可以采用两个标记点确定标记点中心坐标，该方式下的步骤2）包括：采用灰度重心计算方法分别计算出地刀图像中地刀动触头上的两个标记点的灰度重心，然后将两个标记点的灰度重心的连线中点作为标记点中心坐标。

地刀上的标记点可以根据需要布置一个或者多个，在布置多个时可以选择其中单个标记点，采用灰度重心计算方法计算出该标记点的灰度重心作为地刀图像中的标记点中心坐标。图像采集之前，需要在地刀上布置一个标记点，标记点可以设置为圆形，其颜色可以采用红色、蓝色、黄色等与背景具有较强对比度的颜色。标记点的布置方式可以为在根据需要布置在地刀的动触头或者同时布置在地刀的动触头和静触头上。

本实施例中，步骤3）中还包括标记点中心坐标的几何特征同时与预设的分闸状态标定值的误差大于预设阈值、与预设的合闸状态标定值的误差大于预设阈值的情况下判定地刀处于分合闸中间状态的步骤。

本实施例中，步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指标记点中心坐标的实际位置坐标；步骤3）包括：

3.1a）将标记点中心坐标转换为标记点的实际位置坐标；

3.2a）将标记点的实际位置坐标与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

本实施例中，，步骤3.1a）之前还包括标定物面分辨率参数z的步骤，标定物面分辨率参数z的步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。

其中，物面分辨率参数z的标定步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。本实施例中，标记点为圆形，以像素为单位的尺寸指的是指标记点直径所占的像素个数，标记点的实际尺寸是指标记点直径的实际物理尺寸。，将标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与标记点的实际尺寸之比作为物面分辨率参数，即可得到地刀图像中一个像素点所代表物体实际尺寸。例如当标记点的直径在地刀图像中占有2个像素点，而标记点的实际直径为20mm时，则获取到物面分辨率参数为1:10，此时地刀图像中一个像素点即代表10mm的尺寸。

本实施例中，步骤3.2a）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：

采集分闸状态下的地刀图像，识别分闸状态下的出地刀图像中的标记点中心坐标，将分闸状态下的标记点中心坐标转换为标记点的第一实际位置坐标，并将该第一实际位置坐标作为预设的分闸状态标定值；本实施例中标记为（x1，y1），单位为毫米。

采集合闸状态下的地刀图像，识别合闸状态下的出地刀图像中的标记点中心坐标，将合闸状态下的标记点中心坐标转换为标记点的第二实际位置坐标，并将该第二实际位置坐标作为预设的合闸状态标定值；本实施例中标记为（x2，y2），单位为毫米。

本实施例中，步骤3.2a）包括：将标记点的实际位置坐标与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果满足式（1）则判定与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，地刀处于分闸状态；如果满足式（2）则判定与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，地刀处于合闸状态；

x∈(x1-a,x1+a)且y∈(y1-a,y1+a)（1）

x∈(x2-b,x2+b)且y∈(y2-b,y2+b)（2）

式（1）和式（2）中，(x,y)为标记点的实际位置坐标，(x1,y1)为分闸状态标定值，(x2,y2)为合闸状态标定值，a为分闸状态判定的预设阈值，b为合闸状态判定的预设阈值。预设阈值a和b取值既可以相同，也可以不同。本实施例中，预设阈值a和b均取值为（-1,1），单位为mm，即当标记点中心的实际位置坐标x和y分别满足x∈（x1-1，x1+1）且y∈（y1-1，y1+1）时，则判断地刀处于分闸状态，当标记点中心的实际位置坐标x和y分别满足x∈（x2-1，x2+1）且y∈（y2-1，y2+1）时，则判断地刀处于分闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括：

图像采集程序单元，用于采集地刀图像；

中心坐标识别程序单元，用于识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

分合闸状态判断程序单元，用于根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测设备，包括标记点单元以及相互通信连接的计算机设备和图像采集设备，标记点单元包括至少一个设于地刀上的标记点，图像采集设备安装在开关柜内且其镜头面向开关柜的地刀，计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

如图2所示，本实施例中图像采集模块为相机4；相机4布置在开关柜内且镜头3正对着地刀方向，标记点2的个数为两个，且该标记点2设置在地刀1的动触头12和静触点11上。但是，本实施例中仅仅需要使用动触头12上的标记点2。计算机设备5则和相机4相连，计算机设备5被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备5的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。在本实施例中，前述计算机设备5可以将判定出的地刀的分合闸状态信息通过干接点的方式接入至开关柜自身系统，通过开关柜自身系统传输至调度进行双确认操作。其中在图像采集时，可以控制图像采集模块照一定的采集频率采集布置有标记点的地刀的图像；针对于采集到的布置有标记点的地刀图像，通过工业以太网传送到开关柜监控系统中。

综上所述，本实施例方法中地刀上的标记点个数可以设置为一个，这个标记点设置在地刀的动触头上，此种情况需要标定得到物面分辨率参数；当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上一个标记点在当前地刀图像中的中心坐标以及物面分辨率参数获取到标记点中心的实际位置坐标，将该位置坐标与分合闸状态阈值进行比较后即可判断出地刀分合闸状态；本实施例只需要通过物面分辨率参数获取到地刀上一个标记点的实际位置，而分合闸状态阈值即为地刀分合闸状态下标记点所处的位置。本实施例将标记点当前实际位置与分合闸状态阈值作对比即可判断出分合闸状态，具有地刀分合闸状态的判定更加准确以及简单的优点。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，其主要区别点为步骤3）中标记点中心坐标的几何特征选择的类型不同，对应地步骤3）的具体实现方式也有所差异。

本实施例中，步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指均位于地刀的动触头上且沿动触头长度方向布置的两个标记点的标记点中心坐标连线相对于地刀所置平面的角度，步骤3）包括：

3.1b）根据均位于地刀的动触头上且沿动触头长度方向布置的两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线相对于地刀所置平面的角度；本实施例中，两个标记点分别是布置在地刀动触头的两端。

3.2b）将标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的角度与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

本实施例中，步骤3.2b）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：

将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点中心坐标，根据两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的第一角度，将该第一角度作为预设的分闸状态标定值；本实施例中记为e。

将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点中心坐标，根据两个标记点的标记点中心坐标获取标记点中心坐标连线，并获取标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的第二角度，将该第二角度作为预设的合闸状态标定值。本实施例中记为f。

将该角度（标记点中心坐标连线对于地刀所置平面的角度）与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较时，如果该角度和分闸状态标定值e的误差小于预设阈值，则判定为分闸状态；如果该角度和合闸状态标定值f的误差小于预设阈值，则判定为合闸状态。本实施例中，误差对应的预设阈值为(-1°,1°)，单位为度。即当两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度在e-1度至e+1度的范围内时，则判断地刀处于分闸状态，当两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度在f-1度至f+1度的范围内时，则判断地刀处于分闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括：

图像采集程序单元，用于采集地刀图像；

中心坐标识别程序单元，用于识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

分合闸状态判断程序单元，用于根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测设备，包括标记点单元以及相互通信连接的计算机设备和图像采集设备，标记点单元包括至少一个设于地刀上的标记点，图像采集设备安装在开关柜内且其镜头面向开关柜的地刀，计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

参见图2，本实施例中图像采集模块为相机4；相机4布置在开关柜内且镜头3正对着地刀方向，标记点2的个数为两个，且该标记点2设置在地刀1的动触头12和静触点11上。但是，本实施例中仅仅需要使用动触头12上的两个标记点2（图2中仅绘出一个）。计算机设备5则和相机4相连，计算机设备5被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备5的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。在本实施例中，前述计算机设备5可以将判定出的地刀的分合闸状态信息通过干接点的方式接入至开关柜自身系统，通过开关柜自身系统传输至调度进行双确认操作。其中在图像采集时，可以控制图像采集模块照一定的采集频率采集布置有标记点的地刀的图像；针对于采集到的布置有标记点的地刀图像，通过工业以太网传送到开关柜监控系统中。

综上所述，本实施例方法中地刀上的标记点个数可以设置为两个，这两个标记点可以是沿着地刀动触头长度方向设置，此时根据地刀上两个标记点在当前地刀图像中的中心坐标确定两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，然后将该角度与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，根据比较结果确定出地刀分合闸状态；本实施例通过当前地刀图像中两个标记点中心坐标即可直接获取到两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，而分合闸状态阈值即为地刀分合闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，本发明将两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度与分合闸状态阈值作对比即可判断出分合闸状态，在这过程中不需要通过物面分辨率参数进行换算，具有地刀分合闸状态的判定更加准确、方便以及简单的优点。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，其主要区别点为步骤3）中标记点中心坐标的几何特征选择的类型不同，对应地步骤3）的具体实现方式也有所差异。

本实施例中，步骤3）中标记点中心坐标的几何特征具体是指两个标记点的实际距离，且一个标记点位于地刀的动触头上、另一个标记点位于地刀的静触头上，步骤3）包括：

3.1c）获取两个标记点的标记点中心坐标，一个标记点位于地刀的动触头上、另一个标记点位于地刀的静触头上；将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的实际距离；本实施例中，标记点个数为两个，两个标记点分别设置在动触头和静触头上，其中动触头上的标记点处于动触头顶端，静触头上的标记点处于静触头的顶端。

3.2c）将两个标记点的实际距离与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

本实施例中，步骤3.1c）中将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标具体是指将标记点的标记点中心坐标(x′,y′)基于预设的物面分辨率参数z转换得到标记点的实际位置坐标(x′/z,y′/z)。

本实施例中，步骤3.1c）之前还包括标定物面分辨率参数z的步骤，标定物面分辨率参数z的步骤包括：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，计算该标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸、实际尺寸之间的比例值，并将计算得到的比例值作为物面分辨率参数z。

本实施例中，标记点为圆形，以像素为单位的尺寸指的是指标记点直径所占的像素个数，标记点的实际尺寸是指标记点直径的实际物理尺寸。

本实施例中，步骤3.2c）之前还包括标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤，标定分闸状态标定值及合闸状态标定值的步骤包括：

将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中所述两个标记点中心坐标，获取两个标记点的标记点中心坐标，将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的第一实际距离，将该第一实际距离作为预设的分闸状态标定值；本实施例中记为a。

将地刀置于合闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中所述两个标记点中心坐标，获取两个标记点的标记点中心坐标，将两个标记点的标记点中心坐标分别根据物面分辨率参数z转换为实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算得到两个标记点的第二实际距离，将该第二实际距离作为预设的分闸状态标定值。本实施例中记为b。

步骤3.2c）将两个标记点的实际距离与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较时，依据地刀的分合闸状态阈值，通过对地刀当前位置的确定判定出地刀的分合闸状态。在本实施例中，当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上两个标记点中心的实际位置坐标计算出两个标记点的实际距离；将上述获取到实际距离分别与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，若实际距离在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若实际距离在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态。本实施例中，上述预设阈值∆取值为（-1,1），单位为mm，即当两个标记点的实际距离在a-1mm至a+1mm的范围内时，则判断地刀处于分闸状态，当两个标记点的实际距离在b-1mm至b+1mm的范围内时，则判断地刀处于分闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括：

图像采集程序单元，用于采集地刀图像；

中心坐标识别程序单元，用于识别出地刀图像中地刀上的标记点中心坐标；

分合闸状态判断程序单元，用于根据标记点中心坐标的几何特征与预设的分闸状态标定值及合闸状态标定值进行比较，如果与预设的分闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于分闸状态；如果与预设的合闸状态标定值的误差小于等于预设阈值，则判定地刀处于合闸状态。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态非接触监测设备，包括标记点单元以及相互通信连接的计算机设备和图像采集设备，标记点单元包括至少一个设于地刀上的标记点，图像采集设备安装在开关柜内且其镜头面向开关柜的地刀，计算机设备被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。

参见图2，本实施例中图像采集模块为相机4；相机4布置在开关柜内且镜头3正对着地刀方向，标记点2的个数为两个，且该标记点2设置在地刀1的动触头12和静触点11上。但是，本实施例中动触头12和静触点11上的标记点2均需要使用（图2中仅绘出动触头12的一个标记点2）。计算机设备5则和相机4相连，计算机设备5被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的步骤，或者计算机设备5的存储介质上存储有被编程以执行本实施例前述开关柜地刀状态非接触监测方法的计算机程序。在本实施例中，前述计算机设备5可以将判定出的地刀的分合闸状态信息通过干接点的方式接入至开关柜自身系统，通过开关柜自身系统传输至调度进行双确认操作。其中在图像采集时，可以控制图像采集模块照一定的采集频率采集布置有标记点的地刀的图像；针对于采集到的布置有标记点的地刀图像，通过工业以太网传送到开关柜监控系统中。

综上所述，本实施例方法中地刀上的标记点个数可以设置为两个，这两个标记点可以分别设置在地刀的动触头和静触头上，在这种情况需要标定出物面分辨率参数；当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上两个标记点在当前地刀图像中的中心坐标以及物面分辨率参数分别对应得到两个标记点中心的实际位置坐标，根据两个标记点中心的实际位置坐标计算出两个标记点的实际距离；将上述获取到实际距离与分合闸状态阈值进行比较后即可判断出地刀分合闸状态；本实施例通过物面分辨率参数获取到地刀两个标记点实际位置，根据实际位置计算出两个标记点之间的实际距离，而分合闸状态阈值即为地刀分合闸状态下两个标记点之间的距离，将两个标记点之间的实际距离作为地刀分合闸状态的判定依据与分合闸状态阈值进行比较，能够使得地刀分合闸状态的判定更加准确。

需要说明的是，实施例一～实施例三仅仅是对标记点中心坐标的几何特征进行的两种具体的实施例，在上述实施例的启发下，本领域技术人员也可以根据需要选择其他类型的记点中心坐标的几何特征，例如可以选择其他类型的参考点、或线、或面并计算其坐标、或距离、或角度来作为标记点中心坐标的几何特征，其原理与前文实施例一～实施例三记载的基本原理相同，故在此不再赘述。

此外，本实施例还提供一种开关柜地刀状态监测的双确认方法，其实施步骤包括：

第一步：采用现有地刀分合闸状态方法确认开关柜地刀状态的分合闸状态作为第一判据；同时，采用前文实施例一～实施例三任意所述开关柜地刀状态非接触监测方法确定开关柜地刀状态的分合闸状态作为第二判据；

第二步：将第一判据和第二判据进行逻辑与运算，如果第一判据和第二判据均为合闸状态，则最终判定开关柜地刀状态为合闸状态；如果第一判据和第二判据均为分闸状态，则最终判定开关柜地刀状态为分闸状态，从而实现开关柜地刀状态监测的双确认。

其中，现有地刀分合闸状态方法优选采用现有的触点方法，即在地刀的分闸位置和合闸位置均布置有分/合闸辅助触点，当位于分闸状态时分闸辅助触点导通、合闸辅助触点断开；当位于合闸状态时合闸辅助触点导通、分闸辅助触点断开；否则分/合闸辅助触点全部处于断开，从而实现接触式状态监测。毫无疑问，现有地刀分合闸状态方法不限于某种具体的开关柜地刀状态监测方法，也可以根据需要采用其他任意接触式或者非接触式的开关柜地刀状态监测方法，同样也可以结合前文实施例一～实施例三任意所述开关柜地刀状态非接触监测方法实现开关柜地刀状态监测的双确认。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。