阅读说明：本技术 基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置 (Power distribution cabinet power-on and power-off state identification method and device based on machine vision ) 是由 李太友 胡艳玲 冯俊 于 2019-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置,涉及配电柜监测的技术领域,上述方法包括：获取目标图片并对目标图片进行预处理；基于已进行预处理的目标图片获取目标轮廓的面积并判断目标轮廓的面积是否在预设值范围内；若目标轮廓的面积在预设值范围内,则基于目标轮廓计算目标轮廓的质心位置坐标并判断上述质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内；若目标轮廓的质心位置坐标在质心位置预设值范围内,则判定配电柜处于停电状态；若目标轮廓的质心位置坐标未在质心位置预设值范围内,则判定配电柜处于送电状态。通过上述方法缓解了现有技术中配电柜状态识别智能化程度低的问题,提高了配电柜的停送电状态识别的准确度。(The invention provides a power-on and power-off state identification method and device of a power distribution cabinet based on machine vision, and relates to the technical field of power distribution cabinet monitoring, wherein the method comprises the following steps: acquiring a target picture and preprocessing the target picture; acquiring the area of a target contour based on the preprocessed target picture and judging whether the area of the target contour is within a preset value range; if the area of the target contour is within the preset value range, calculating the centroid position coordinate of the target contour based on the target contour and judging whether the centroid position coordinate is within the centroid position preset value range; if the centroid position coordinate of the target contour is within the centroid position preset value range, judging that the power distribution cabinet is in a power failure state; and if the centroid position coordinate of the target contour is not within the centroid position preset value range, judging that the power distribution cabinet is in a power transmission state. By the method, the problem of low intelligent degree of state identification of the power distribution cabinet in the prior art is solved, and the accuracy of power failure and power transmission state identification of the power distribution cabinet is improved.)

基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置

技术领域

本发明涉及配电柜状态识别的技术领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置。

背景技术

现有技术中，尤其在煤炭洗选领域中，一般采用手车式开关柜，操作人员需要对配电柜的丝杆进行转动，即可对手车的位置进行变换进而完成配电柜停送电状态停送电状态的切换。在进行切换的过程中，配电柜上的指示灯以及控制电路会发生变化。目前，对配电柜状态的检测的监测主要使用人工进行日常巡检挂盘的方式。

对于煤矿上的高压配的检修和运行两种状态，需要人工进行切换，但是为了安全，会在电气柜上面挂牌说明现在电气柜开关的开合状态；

具体的；高压柜人工日常巡视事项如下：

1)保护装置各信号指示灯是否正常；包括运行灯、红绿灯、储能状态)

2)断路器控制开关是否在远程位置；

3)查看小车开关机构是否储能。

4)检查小车开关是否有异常响动。

5)检查小车柜体是否发热。

6)通过电缆观察窗查看电缆各装置接头是否良好、有无发热情况。

人工每次进行配电柜状态切换时，会对当前配电柜进行挂牌和翻牌，表明当前配电柜是检修、运行、合闸还是开闸，都要通过人工进行标注，工人每天需要不断的确定当前配电柜的状态。这样通过人工挂牌和翻牌，难免会误挂牌，这样情况下使用会非常危险。因此，需要一种更加智能的方式，辅助工人进行二次判断，确保工人在安全的环境下对该压配电柜进行操作，避免事故的发生。

综上所述，现有技术中，配电柜存在停送电状态识别智能化程度低的问题，亟需提供一种智能的配电柜状态识别方法提高配电柜存在停送电状态识别的智能化程度，保证高压配电柜的正常运转，预防事故发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置，以缓解现有技术中配电柜存在停送电状态识别智能化程度低的问题的技术问题，保证高压配电柜的正常运转，预防事故发生。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法，包括：获取目标图片并对所述目标图片进行预处理；

基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积；

基于所述目标轮廓的面积，判断所述目标轮廓的面积是否在预设值范围内；

若所述目标轮廓的面积在预设值范围内，则基于所述目标轮廓计算所述目标轮廓的质心位置坐标；

基于所述质心位置坐标，判断所述目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内；

若所述目标轮廓的质心位置坐标在质心位置预设值范围内，则判定配电柜处于停电状态；

若所述目标轮廓的质心位置坐标未在质心位置预设值范围内，则判定配电柜处于送电状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述获取目标所述目标图片进行预处理的步骤包括：

获取所述目标图片；

基于所述目标图片，构建灰度ROI区域；

对所述灰度ROI区域进行中值滤波；

对中值滤波后的灰度ROI区域进行二值化处理。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积的步骤包括：

在所述已进行预处理的目标图片中提取目标轮廓；

计算所述目标轮廓的面积。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于所述质心位置坐标，判断所述目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内的步骤包括：

获取质心位置阈值以及质心位置偏移量，其中，所述质心位置预设值下限为所述质心位置偏移量；所述质心位置预设值上限为所述质心位置阈值与所述质心位置偏移量之和。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别装置，包括：

目标图片预处理模块，用于获取目标图片并对所述目标图片进行预处理；

目标轮廓面积获取模块，用于基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积；

面积阈值判定模块，用于基于所述目标轮廓的面积，判断所述目标轮廓的面积值是否在预设范围内；

质心位置判定模块，用于基于所述质心位置坐标，判断所述目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，

所述目标图片预处理模块包括：

图像获取模块，用于获取所述目标图片；

灰度ROI区域构建模块，用于基于所述目标图片，构建灰度ROI区域；

中值滤波模块，用于对所述灰度ROI区域进行中值滤波；

二值化处理模块，对中值滤波后的灰度ROI区域进行二值化处理。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，

所述目标轮廓面积获取模块包括：

目标轮廓提取模块：用于在所述已进行预处理的目标图片中提取目标轮廓；

面积计算模块，用于计算所述目标轮廓的面积。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其中，所述程序代码使所述处理器执行所述第一方面任一所述方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置，上述方法包括：获取目标图片并对目标图片进行预处理；基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积；基于目标轮廓的面积，判断目标轮廓的面积是否在预设值范围内；若目标轮廓的面积在预设值范围内，则基于目标轮廓计算目标轮廓的质心位置坐标；基于质心位置坐标，判断目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内；若目标轮廓的质心位置坐标在质心位置预设值范围内，则判定配电柜处于停电状态；若目标轮廓的质心位置坐标未在质心位置预设值范围内，则判定配电柜处于送电状态。通过上述方法可以通过判断目标轮廓的质心位置对目标位置进行判断进而对配电柜的停送电状态进行判定，缓解了现有技术中配电柜停送电状态识别工作智能化程度低的技术问题，提高了配电柜的停送电状态识别的准确度，进而可以保证配电柜的正常运转并预防事故的发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的另一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法流程图；

图3为本发明实施例二提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法流程图；

图4为本发明实施例三提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法流程图；

图5为本发明实施例提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别装置结构图；

图6为本发明实施例提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别电子设备结构图。

图标：

100-基于机器视觉的配电柜停送电状态识别电子设备；40-处理器；41-存储器；42-总线；43-通信接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，尤其在煤炭洗选领域中，一般采用手车式开关柜，操作人员需要对配电柜的丝杆进行转动，即可对手车的位置进行变换进而完成配电柜停送电状态停送电状态的切换。在进行切换的过程中，配电柜上的指示灯以及控制电路会发生变化。目前，对配电柜状态的检测的监测主要使用人工进行日常巡检挂盘的方式。

对于煤矿上的高压配的检修和运行两种状态，需要人工进行切换，但是为了安全，会在电气柜上面挂牌说明现在电气柜开关的开合状态；

具体的；高压柜人工日常巡视事项如下：

1)保护装置各信号指示灯是否正常；包括运行灯、红绿灯、储能状态)

2)断路器控制开关是否在远程位置；

3)查看小车开关机构是否储能。

4)检查小车开关是否有异常响动。

5)检查小车柜体是否发热。

6)通过电缆观察窗查看电缆各装置接头是否良好、有无发热情况。

人工每次进行配电柜状态切换时，会对当前配电柜进行挂牌和翻牌，表明当前配电柜是检修、运行、合闸还是开闸，都要通过人工进行标注，工人每天需要不断的确定当前配电柜的状态。这样通过人工挂牌和翻牌，难免会误挂牌，这样情况下使用会非常危险。因此，需要一种更加智能的方式，辅助工人进行二次判断，确保工人在安全的环境下对该压配电柜进行操作，避免事故的发生。

在本实施例中，基于现有技术中在煤炭高压配电柜领域中，多采用手车式配电柜，手车式配电柜手车具有工作位置以及试验位置，操作人员可通过旋转丝杆改变手车位置进而实现配电柜检修和运行状态的切换，进而实现配电柜停电以及配电状态的切换，本发明实施例提供的一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法及装置，可以准确识别配电柜，保证配电柜的正常运转，预防事故的发生。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法，包括如下步骤：

在本发明提供的方案中，利用荧光条或其他标识性单元对手车位置进行标记，在下文中通称为目标，获取目标图片以获取手车的位置，以此判断配电柜状态；如图1所示，具体方法如下：

S101：获取目标图片并对目标图片进行预处理；

具体的，对图片进行预处的作用为将图像上的所有点的灰度值设置为0或255以将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果；

进一步的，可利用相机获取目标图片，相机将上述目标图片传输至上位机；

在执行步骤S101获取目标图片并对目标图片进行预处理，执行的步骤为S102：基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积；

若所述目标轮廓的面积在预设值范围内，则执行S104：基于所述目标轮廓计算所述目标轮廓的质心位置坐标；

具体的，利用如下公式对所述目标轮廓的质心进行计算：

定义一幅M×N的图像f(i,j)；

则

a-目标轮廓的质心的横坐标；

b-目标轮廓的质心的纵坐标；

由此利用上述公式即可计算质心的横坐标以及纵坐标；

若所述目标轮廓的面积未在预设值范围内，则执行S105：获取目标图片并对目标图片进行预处理；

具体的，步骤S102：基于目标轮廓的面积，判断目标轮廓的面积是否在预设值范围内用于判定目标轮廓的面积大小是否合适。

需要补充的是，如图2所示，在本发明的另一些实施例中，在步骤S104之后，执行的步骤为S201：基于质心位置坐标，判断目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内；

若目标轮廓的质心位置坐标在质心位置预设值范围内，则执行S202：判定配电柜处于停电状态的步骤；

若目标轮廓的质心位置坐标未在质心位置预设值范围内，则执行S203：判定配电柜处于送电状态的步骤；

具体的，上述S201：基于质心位置坐标，判断目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内的步骤包括获取质心位置阈值以及质心位置偏移量，其中，所述质心位置预设值下限为所述质心位置偏移量；所述质心位置预设值上限为所述质心位置阈值与所述质心位置偏移量之和。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

实施例二：

本发明实施例二对实施例一中具体S101：获取目标图片并对目标图片进行预处理步骤进行了公开：

如图3所示，具体的，步骤S101：获取目标图片并对目标图片进行预处理的步骤包括：

S301：获取目标图片；

执行S301的步骤之后，执行的步骤为S302：基于目标图片，构建灰度ROI区域；

具体的，构建灰度ROI区域的目的是圈定重点区域以便于获得目标图像；

执行S302：基于目标图片，构建灰度ROI区域的步骤之后，执行的步骤为S303：对灰度ROI区域进行中值滤波；

具体的，灰度ROI区域进行中值滤波用于对上述灰度ROI区域的进行滤波，消除图像的光斑；

执行S303：对灰度ROI区域进行中值滤波的步骤之后，执行的步骤为S304：对中值滤波后的灰度ROI区域进行二值化处理；

通过S301的步骤至S304的步骤，即可获取目标图片并对目标图片进行预处理。

实施例三：

本发明实施例三提供了步骤S102：基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积的一种可能的实施方式；

如图4所示，具体的，上述了步骤S102：基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓包括：

S401：在已进行预处理的目标图片中提取目标轮廓；

在执行S401：在已进行预处理的目标图片中提取目标轮廓的步骤之后，执行的步骤为S402：计算目标轮廓的面积；

实施例四：

如图5所示，本发明是实施例四提供了一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别装置，包括：

目标图片预处理模块，用于获取目标图片并对所述目标图片进行预处理；

目标轮廓面积获取模块，用于基于已进行预处理的目标图片，获取目标轮廓的面积；

面积阈值判定模块，用于基于所述目标轮廓的面积，判断所述目标轮廓的面积值是否在预设范围内；

质心位置判定模块，用于基于所述质心位置坐标，判断所述目标轮廓的质心位置坐标是否在质心位置预设值范围内；

具体的，上述目标图片预处理模块包括：

图像获取模块，用于获取所述目标图片；

灰度ROI区域构建模块，用于基于所述目标图片，构建灰度ROI区域；

中值滤波模块，用于对所述灰度ROI区域进行中值滤波；

二值化处理模块，对中值滤波后的灰度ROI区域进行二值化处理；

上述目标轮廓面积获取模块包括：

目标轮廓提取模块：用于在所述已进行预处理的目标图片中提取目标轮廓；

面积计算模块，用于计算所述目标轮廓的面积；

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别装置，与上述实施例提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

参见图6，本发明实施例还提供一种基于机器视觉的配电柜停送电状态识别电子设备100，包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，所述处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不易失性的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线42可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。

处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的基于机器视觉的配电柜停送电状态识别的方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。