本发明涉及一种压板状态辨识方法，具体涉及一种基于改进颜色识别技术的压板状态辨识方法。
背景技术：
：目前，主要采用人工方式实现变电站继电保护装置和自动装置出口压板的投退与确认。仅能通过严格规章制度，提高人员素质的方法实现保护压板的离线式管理。由于人为因素具有不可控性，因此，减少人为因素的影响，准确获取保护压板状态，确保保护压板信息的正确和可靠成为实现压板智能化管理首先需要解决的难题。现存的压板状态智能检测方案分为两大类：(1)基于电气量的检测方法。如通过检测重动继电器的触点状态，将重动继电器的常开触点串人压板回路，用RTU检测重动继电器触点的开合状态，达到远方遥控压板投退及检测压板投退状态的目的。该方法旨在解决远方压板的投退，间接解决了这种方式下压板投退状态的检测，存在成本高且功能不完善的缺点(无法判断压板是否在退出位置)。(2)基于非电量测量的原理，如电磁感应技术和光电感应技术等。采用非电量接触技术将将压板投退操作时内部机械部件的位移转换成对应的电量信号,通过电量信号来判断压板的投退位置。该方法具有原理简单、可靠性高的优点。第一类方法需要针对原线路进行智能化改造，主旨是以远动方式解决压板的投退，间接解决了压板状态的检测，成本高且功能不完善(无法判断压板是否在退出位置)。第二类方法将压板机械部件的位移转换成对应的电量信号,通过电量信号来判断压板的投退位置。此方法要对原保护屏上的压板进行大量的改造工作，增加了二次回路的复杂性。此外，随着保护压板的集约化进程，分立式结构已逐步成为了压板的主流结构，用于线簧式压板状态监测的电磁感应方法和光电感应方法已经不适用于此结构。以上两类方法采用的通讯方式单一，难以实现数据信息的跨平台共享与应用，不利于电力系统运维工作的智能化。图像识别法实现压板状态辨识是非电量测量方案的另一个重要组成部分，通过图像采集设备采集压板图像，将图像信息上传至图像处理系统。系统通过图像识别技术将上传的图像与数据库中预存的状态进行比较，实现压板投退状态的检测。目前，分立式压板在结构上易体现出明显的间断点，外观上所采用的标准色已成为系统内推行的标准。这些特点客观上为采用图像识别技术识别压板的状态提供了有利条件。目前，基于图像识别技术的压板状态辨识在智能化运维中的应用处于起始阶段。已有的基于图像识别技术的压板状态辨识方法由固定式的视频采集与处理硬件设备及对应辨识方法软件。系统的硬件组成包括：计算机、摄像机、监视器、图像采集卡。其中，摄像机用于实时拍摄压板屏,采集压板屏的图像数据信息。监视器用于监视待拍摄的图像是否满足系统要求。图像采集卡插在主机空槽中,将摄像机拍摄的图像实时显示在监视器上便于操作人员调整成像清晰度,而且可以响应主机指令,实时捕获所摄图像并保存图像数据。配备开发软件的计算机是图像识别系统的核心,对实时采集的压板屏图像数据进行快速处理及识别，并立即向现场操作人员通报识别结果。辨识方法软件部分：主要算法采用灰度阈值选取、图像的二值化、判断识别步骤。辨识方法主要步骤为将阈值范围下的灰度图像转化成二值图，通过二值图中图形位置变化判断压板状态。已有方案硬件投资成本高，且都采用固定式设备，无法实现智能化巡检。软件算法部分，灰度图像受光线影响比较大，丢失了集约化改造后的压板颜色信息，不适用于改造后压板形态，且辨识结果无法在运维平台中实现数据共享。因此传统方法不具有通用性。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于改进颜色识别技术的压板状态辨识方法。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于改进颜色识别技术的压板状态辨识方法，包括以下步骤，步骤1，采集压板图像；步骤2，压板位置定位；从压板图像顶端向中心区域搜索，搜索首先出现压板颜色的区域位置，确定压板所在图像区域的起始位置；步骤3，压板图像标准化；采用仿射变换方法进行压板图像的空间变换，获得标准化的压板图像；步骤4，压板排列分割；按照压板行列信息，对图像区域进行分割与排列，用固定大小的矩形框包围分割后的区域；所述压板行列信息是运行人员给定或者扫描电子铭牌获取；步骤5，读取颜色样本文件，对与样本颜色接近的区域进行样本颜色匹配处理，在YUV空间中将对应颜色值匹配的区域转化成白色，生成压板图像对应的二值图；步骤6，二值图开闭运算；通过对二值图进行开闭运算，对图像中像素点进行膨胀和腐蚀计算，填充或消除小于某类阈值的区域，消除由于颜色匹配二值化后产生的碎片，获得增强的二值图；步骤7，图像分块和状态辨识；对分割获得的每块区域单独进行状态判别，利用小顶堆算法排列计算出二值图中非零点y坐标最小的N个点，再计算出x坐标平均值，得到图像中开关上下连接点的位置；通过颜色辨识连接点中央处是否出现对应颜色来判断开关是否连通，完成压板状态辨识；若出现压板区域内多处相同颜色的情况，采用外接矩形方式将压板区域内图像的二值图区域分块包含，判断分块个数，辨识压板状态；步骤8，辨识结果输出。所述压板状态辨识方法在移动式设备中进行。仿射变换矩阵为，x′y′=a11a12a21a22xy+b1b2]]>其中，(x′，y′)为预设标准图象的像素坐标值，(x，y)为压板图像的像素坐标值，a11、a12、a21、a22、b1、b2为仿射变换矩阵所需相关系数。若压板底座为非目标色，定位压板上下端点，取上下端点中心区域为识别区域，判断识别区域中二值图像素点个数是否大于一定阈值，若大于，则判断连通，否则断开；若压板底座为目标色，取分割得到的区域为识别区域，定位识别区域中上下端点，用四边形包围色块，判断色块个数，若色块个数大于某一阈值或色块区域大于某阈值，则判断断开，否则为连通。辨识结果为行列与压板排列相同的矩阵，矩阵元素为1、2、0；其中，1表示该压板处于投运状态，2表示该压板处于备用状态，0表示该压板断开。本发明所达到的有益效果：1、本发明基于改进颜色识别方法的状态辨识算法，该核心算法采用颜色样本匹配，二值化处理，形态学分析相关方法，综合得到压板工作状态，精度高，抗干扰能力强，适用于多种场景；2、本发明在采用移动式设备进行图像获取，采用本地计算与识别方法进行图像处理与状态辨识，具有实现简便、运算快、数据可跨平台共享的特点，升级匹配简单，升级工作效率高。附图说明图1为本发明的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。如图1所示，一种基于改进颜色识别技术的压板状态辨识方法，主要包括压板图象采集和数据处理，采用移动式设备进行压板图象采集，采用移动式设备中的软件进行数据处理，即压板状态辨识方法在移动式设备中进行，独立于电力系统运行外，实现简便、运算快、数据可跨平台共享的特点，升级匹配简单，升级工作效率高。具体步骤如下：步骤1，采集压板图像。步骤2，压板位置定位。从压板图像顶端向中心区域搜索，搜索首先出现压板颜色的区域位置，确定压板所在图像区域的起始位置。步骤3，压板图像标准化。采用仿射变换方法进行压板图像的空间变换，获得标准化的压板图像。仿射变换矩阵为，x′y′=a11a12a21a22xy+b1b2]]>其中，(x′，y′)为预设标准图象的像素坐标值，(x，y)为压板图像的像素坐标值，a11、a12、a21、a22、b1、b2为仿射变换矩阵所需相关系数。步骤4，压板排列分割。按照压板行列信息，对图像区域进行分割与排列，用固定大小的矩形框包围分割后的区域；压板行列信息是运行人员给定或者扫描电子铭牌获取。步骤5，读取颜色样本文件，对与样本颜色接近的区域(步骤4中分割得到的区域)进行样本颜色匹配处理，在YUV空间中将对应颜色值匹配的区域转化成白色，生成压板图像对应的二值图。步骤6，二值图开闭运算。通过对二值图进行开闭运算，对图像中像素点进行膨胀和腐蚀计算，填充或消除小于某类阈值的区域，消除由于颜色匹配二值化后产生的碎片，获得增强的二值图。步骤7，图像分块和状态辨识。对分割获得的每块区域单独进行状态判别，利用小顶堆算法排列计算出二值图中非零点y坐标最小的N个点，再计算出x坐标平均值，得到图像中开关上下连接点的位置。通过颜色辨识连接点中央处是否出现对应颜色来判断开关是否连通，完成压板状态辨识；若出现压板区域内多处相同颜色的情况，采用外接矩形方式将压板区域内图像的二值图区域分块包含，判断分块个数，辨识压板状态。若压板底座为非目标色，定位压板上下端点，取上下端点中心区域为识别区域，判断识别区域中二值图像素点个数是否大于一定阈值，若大于，则判断连通，否则断开；若压板底座为目标色，取分割得到的区域为识别区域，定位识别区域中上下端点，用四边形包围色块，判断色块个数，若色块个数大于某一阈值或色块区域大于某阈值，则判断断开，否则为连通。步骤8，辨识结果输出。辨识结果为行列与压板排列相同的矩阵，矩阵元素为1、2、0；其中，1表示该压板处于投运状态，2表示该压板处于备用状态，0表示该压板断开。结果以文本文件的格式上传到数据库或者保存在本地。上述方法基于改进颜色识别方法的状态辨识算法，该核心算法采用颜色样本匹配，二值化处理，形态学分析相关方法，综合得到压板工作状态，精度高，抗干扰能力强，适用于多种场景。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3