CN110008937B - 开关柜运行状态管理监测系统、方法和计算设备 - Google Patents

开关柜运行状态管理监测系统、方法和计算设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开关柜运行状态管理监测系统、方法和计算设备，包括地刀状态、手车位置和弧光监测；在地刀状态监测中，通过第一图像采集设备当前所采集到的地刀图像识别出地刀的当前位置，判定出地刀当前是否处于分闸状态或合闸状态；在手车位置监测中，通过第二图像采集设备当前所采集到的手车图像识别出手车的位置，判定出手车当前是否运动至分闸或合闸状态，在弧光监测中，通过第三图像采集设备当前所采集到的开关柜内未有照明下的触头图像与第三图像采集设备所采集到的发生弧光现象的触头图像之间灰度特征值的对比结果判定当前是否出现弧光的现象；本发明通过非接触的方式对开关柜运行状态进行实时监测，能够实现开关柜运行状态的准确监测。

Description

开关柜运行状态管理监测系统、方法和计算设备
技术领域
本发明属于电力测量领域，特别涉及一种开关柜运行状态管理监测系统、方法和计算设备。
背景技术
开关柜是电力系统中一种重要的电气设备，在电力系统发电、输电、配电和电能转换过程中起到开合、控制和保护用电设备等作用，在发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合均有大量应用。
开关柜内部包含有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置。在分合闸过程中，各设备需要相互配合完成开关的分合闸，如设备发生故障或配合不到位则会引起开关柜故障，造成设备和人员伤害，因此十分有必要对开关柜运行的状态进行实时的监测。
目前对于开关柜运行状态进行监测主要依靠各类电学传感器，其依靠监测各类电信号来间接的对开关柜工作状态进行判定，其监测的状态量少，可视性差。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种开关柜运行状态管理监测系统，该系统通过非接触的方式对开关柜运行状态进行实时监测管理，能够实现开关柜运行状态的准确监测管理。
本发明的第二目的在于提供一种开关柜运行状态管理监测方法。
本发明的第三目的在于提供一种计算设备。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种开关柜运行状态管理监测系统，包括控制子系统、地刀状态监测子系统、手车位置监测子系统、弧光监测子系统以及数据分析处理子系统；
所述地刀状态监测子系统包括第一图像采集设备和第一图像处理单元；其中：
第一图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；
第一图像处理单元，用于获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统；
所述手车位置监测子系统包括第二图像采集设备和第二图像处理单元；其中：
第二图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的手车图像；
第二图像处理单元，用于获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统；
所述弧光监测子系统包括第三图像采集设备和第三图像处理单元；其中：
第三图像采集设备，用于采集开关柜内的触头图像；
第三图像处理单元，用于获取第三图像采集设备采集到的触头图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象，并且将上述弧光判定结果发送给数据分析处理子系统；
所述控制子系统：用于控制第一图像采集设备、第二图像采集设备和第三图像采集设备的采集工作；
所述数据分析处理子系统：用于根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；用于根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，最后将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置。
优选的，还包括视频监测子系统，所述视频监测子系统包括第四图像采集设备，用于采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像发送给数据分析处理子系统；所述控制子系统还用于控制第四图像采集设备的采集工作。
更进一步的，所述控制子系统连接开关柜内的光源，所述控制子系统根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备在进行每次图像采集过程中，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备开始进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；
所述第三图像处理单元的个数为多个，在进行开关柜内弧光监测时，若第三图像处理单元检测到有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标；
所述第三图像处理单元将第三图像采集设备采集到的亮场触头图像发送给数据分析处理子系统；数据分析处理子系统在进行开关柜内弧光监测时，针对于判定出弧光现象的触头图像，获取该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，包括地刀状态监测步骤、手车位置监测步骤和弧光监测步骤，其中：
地刀状态监测步骤为：
通过第一图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；
获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标；
根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；
手车位置监测步骤为：
通过第二图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的手车图像；
获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标；
根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置；
弧光监测步骤为：
通过第三图像采集设备采集开关柜内的触头图像；
获取第三图像采集设备采集到的手车图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象。
优选的，还包括视频监测步骤，所述视频监测步骤为：通过第四图像采集设备采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像上传至开关柜总控系统。
更进一步的，还包括如下步骤：根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中当第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；具体为：
当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行启动信号后，控制第一图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第一图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行停止信号后，控制第一图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的手车运行启动信号后，控制第二图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第二图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的手车运行停止信号后，控制第二图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的弧光探测启动信号后，首先控制开关柜内光源打开状态，然后在第三图像采集设备采集到一张触头图像后，控制开关柜内光源关闭；
当第四图像采集设备采集开关柜内图像时，控制第四图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；
第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备中，设定第三图像采集设备的工作优先级最低，设定第四图像采集设备的工作优先级高于第三图像采集设备且低于第一图像采集设备和第二图像采集设备，即当控制第一图像采集设备、第二图像采集设备或第四图像采集设备工作时，控制第三图像采集设备停止采集工作；当控制第一图像采集设备或第二图像采集设备工作时，控制第四图像采集设备停止采集工作。
优选的，在地刀状态监测步骤中，当地刀上的标记点个数为一个，且该标记点设置在地刀动触头上时，分合闸状态阈值获取过程如下：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
分合闸状态阈值设定如下：将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀分闸状态阈值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在合闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀合闸状态阈值；当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上标记点在当前地刀图像中的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到标记点灰度重心的实际位置坐标，将上述获取到的实际位置坐标分别与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，若实际位置坐标在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若实际位置坐标在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头和静触头上各设置一个标记点时；分合闸状态阈值获取过程如下：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
地刀分合闸状态阈值设定如下：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的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别得到地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀合闸状态阈值；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灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别对应得到两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据两个标记点灰度重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；
在地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头上设置有两个标记点，且两个标记点沿着动触头长度方向布置时，分合闸状态阈值获取过程如下：
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的灰度重心坐标，根据分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀合闸状态阈值；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灰度重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，若该角度在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若该角度在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在手车位置监测步骤中，手车分合闸到位参数的获取过程如下：控制手车运动至分闸到位的位置，通过第二图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为分闸到位参数；控制手车运动至合闸到位的位置，图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为合闸到位参数；当要判定手车当前位置时，获取第二图像采集设备当前采集到的手车图像；将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标与分闸到位参数以及合闸到位参数分别进行对比，根据对比结果判定手车是否运动到分闸位置或合闸位置；
在弧光监测步骤中，在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，若满足以下条件：S-S*≥△S，△S为一阈值，则判定当前开关柜内触头存在弧光现象，并且将S*作为弧光强度。
优选的，当第三图像采集设备的个数为多个时，在弧光监测步骤中还包括如下步骤：
针对于用于采集开关柜内触头图像的各第三图像采集设备，获取其内部参数矩阵；
在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标。
优选的，在弧光监测步骤中，还包括如下步骤：
获取在开关柜内有照明的情况下第三图像采集设备采集到的一张开关柜内的亮场触头图像；在进行开关柜内弧光监测时，针对于判定出弧光现象的触头图像，计算该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记。
本发明的第三目的通过以下技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本发明第二目的任一项所述的开关柜运行状态管理监测方法。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明开关柜运行状态管理监测中，包括地刀状态监测、手车位置监测和弧光监测；其中在地刀状态监测过程中，通过第一图像采集设备当前所采集到的地刀图像识别出地刀的当前位置，从而判定出地刀当前是否处于分闸状态或合闸状态；在手车位置监测过程中，通过第二图像采集设备当前所采集到的手车图像识别出手车的位置，从而判定出手车当前是否运动至分闸状态或合闸状态，在弧光监测过程中，通过第三图像采集设备当前所采集到的开关柜内未有照明下的触头图像与第三图像采集设备所采集到的发生弧光现象的触头图像之间灰度特征值的对比结果判定开关柜触头当前是否出现弧光的现象；由上述可知，本发明仅仅通过各个图像采集设备采集到的图像即可实现对地刀、手车以及弧光的监测，是一种非接触的基于视频组网以及图像智能识别技术的开关柜运行状态监测方法，不需要在开关柜内安装任何传感器等设备，因此不会对开关柜自身器件造成任何影响，可以同时对开关柜地刀和触头动作状态进行监测管理，同时还可以监测弧光放电的工作异常现象，可为操作人员更加直接掌握开关柜工作状态，了解故障原因，快速提出解决方案提供技术支持。
(2)本发明开关柜运行状态管理监测中，还包括视频监测，在视频监测过程中，通过第四图像采集设备采集开关柜内的图像，并且将采集到的开关柜内图像上传至开关柜总控系统，以能够实现远程的视频监控，其中第四图像采集设备可以根据需要设置为定时单次监测或连续监测。
(3)本发明开关柜运行状态管理监测中，可以根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中当第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；本发明通过光源的控制使得获取到更好质量图像的同时可以节约用电。
(4)本发明开关柜运行状态管理监测中，可以针对第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备设定优先级，例如将第三图像采集设备的优选级设定为最低，使得弧光监测的优先级最低，即在进行地刀、手车或视频监测时，不进行弧光监测；上述优先级的设定可以保证弧光监测能够在开关柜黑暗的情况下进行，确保了弧光监测的准确性。
(5)本发明开关柜运行状态管理监测中，当用于采集开关柜内触头图像的第三图像采集设备个数为多个时，获取各第三图像采集设备的内部参数矩阵；在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标。由上述可见，通过本发明方法能够确定出触头上弧光发生的具体位置，解决了现有技术中难以准确的定量化获取弧光发生的位置和强度，对电力技术人员进行后续的检修造成很大的困难。另外，在本发明中，在开关柜内有照明的情况下获取图像采集设备采集到的一张开关柜内的亮场触头图像，在进行开关柜内弧光监测时，针对于存在弧光现象的触头图像，计算该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记，以使得监测人员可以非常直观的知晓触头发生弧光的位置。
附图说明
图1是本发明开关柜运行状态管理监测系统结构框图。
图2是本发明开关柜运行状态管理监测系统中地刀状态监测子系统的结构示意图。
图3是发明开关柜运行状态管理监测系统中手车位置监测子系统的结构示意图。
图4是发明开关柜运行状态管理监测系统中弧光监测子系统的结构示意图。
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1
本实施例公开了一种开关柜运行状态管理监测系统，如图1所示，包括控制子系统、地刀状态监测子系统、手车位置监测子系统、弧光监测子系统、视频监测系统以及数据分析处理子系统。在本实施例中控制子系统、数据分析处理子系统与开关柜总控系统连接，实现与开关柜总控系统的通信。
地刀状态监测子系统包括第一图像采集设备和第一图像处理单元；其中：
第一图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；在图像采集之前，在地刀上布置标记点，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。在本实施例中，如图2所示，第一图像采集模块为布置在开关柜内且镜头3正对着地刀方向的相机4。在本实施例中，地刀上标记点的个数可以为1个或2个，当地刀上的标记点2个数为1个，该标记点2可以设置在地刀1动触头5上，如图2所示；当标记点为2个时，两个标记点可以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；当标记点为2个时，两个标记点也可以均设置在地刀动触头上且沿着地刀动触头长度方向布置，可以是分别设置在地刀动触头的两端。
第一图像处理单元，用于获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统。
在本实施例中，第一图像采集设备的图像输出端连接第一图像处理单元，第一图像采集设备的控制端连接控制子系统，第一图像处理单元连接数据分析处理子系统。
手车位置监测子系统包括第二图像采集设备和第二图像处理单元；其中：
第二图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的手车图像；在本实施例中，如图3所示，开关柜内手车6搭载着触头在轨道61上进行运动，通过手车的运动使得其上搭载的触头7实现分合闸；在本实施例中，手车上的标记点8设置在手车6的上表面上；标记点的形状为圆形，尺寸为20mm，个数可以为一个；在本实施例中，设置标记点颜色可以采用红色、蓝色、黄色等和手车不同的颜色。在本实施例中，第二图像采集设备为数字相机，数字相机的分辨率为1024×1024pixels，帧率为30FPS，通过调整镜头焦距，获得清晰、对比度高的手车图像。
第二图像处理单元，用于获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统。
在本实施例中，第二图像采集设备的图像输出端连接第二图像处理单元，第二图像采集设备的控制端连接控制子系统，第二图像处理单元连接数据分析处理子系统。
弧光监测子系统包括第三图像采集设备和第三图像处理单元；其中：
第三图像采集设备，用于采集开关柜内的触头图像，在本实施例中第三图像采集设备连接控制子系统；在本实施例中，第三图像采集设备可以使用相机，个数可以为1个或多个，如图4所示，相机的个数为3个，分别布置在在开关柜内手上6上的触头7的四周，3个相机的观测范围覆盖整个触头的合闸区域，其中相邻两个相机的公共视域占到整个需要拍摄触头的1/3。
第三图像处理单元，用于获取第三图像采集设备采集到的触头图像，在本实施例中，第三图像处理单元分别连接图像采集设备和数据分析处理子系统，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象，并且将上述弧光判定结果发送给数据分析处理子系统。在本实施例中，触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，若满足以下条件：S-S*≥△S，△S为一阈值，则判定当前开关柜内触头存在弧光现象，并且将S*作为弧光强度，在本实施例中△S取值为大于等于20。在本实施例中，当弧光监测子系统的第三图像处理单元判定出当前开关柜内触头存在弧光现象时，发送相应的电平信号(例如高电平信号或低电平信号)至数据分析处理子系统，使得数据分析处理子系统知晓当前开关柜出现弧光现象。
在本实施例中，第三图像处理单元在接收到第三图像采集设备采集到的亮场触头图像时，将该亮场触头图像发送给数据分析处理子系统。
在本实施例中，当第三图像采集设备的个数为多个时，针对其中各图像采集设备所采集到的触头图像分别比较灰度特征值S*与灰度特征值判定值S，在同一时间，当有一个第三图像采集设备所采集到的触头图像满足S-S*≥△S的条件时，即判断触头存在弧光现象。其中，在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标。
在本实施例中，第三图像采集设备的图像输出端连接第三图像处理单元，第三图像采集设备的控制端连接控制子系统，第三图像处理单元连接数据分析处理子系统。
视频监测子系统，视频监测子系统包括第四图像采集设备，用于采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像发送给数据分析处理子系统。在本实施例中，视频监测子系统的工作模式有两种，分别是连续监测和单次监测。其中单侧监测指的是：当控制子系统接收到开关柜总控系统发出单次采集信号后，控制开关柜内光源打开，然后控制第四图像采集设备进行一次采集，在该次采集完成后，控制开关柜内光源关闭，第四图像采集设备将采集到的图像发送给数据分析处理子系统。其中连续监测指的是，控制子系统控制第四图像采集设备以一定的频率进行图像采集工作，同时控制第四图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，第四图像采集设备每完成一次图像采集，将该次采集到的图像发送给数据分析处理子系统，数据分析处理子系统会对图像进行延时存储为视频流并发送给开关柜总控系统。
控制子系统：用于控制第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的采集工作；在本实施例中，控制子系统连接第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备、第四图像采集设备、开关柜内的光源以及开关柜总控系统，控制子系统根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备在进行每次图像采集过程中，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备开始进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭。在进行弧光监测之前，控制第三图像采集设备采集一张亮场触头图像；
所述数据分析处理子系统：
用于根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；数据分析处理子系统在判定出地刀当前为分闸状态时，可以发送高电平信号“1”至开关柜总控系统，在判定出地刀当前为合闸状态时，可以发送低电平信号“0”至开关柜总控系统。
用于根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，最后将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置。数据分析处理子系统在判定出手车运动至分闸位置时，可以发送高电平信号“1”至开关柜总控系统，在判定出手车运动至合闸位置时，可以发送低电平信号“0”至开关柜总控系统。
用于接收在开关柜内有照明的情况下第三图像采集设备采集到的一张开关柜内的亮场触头图像；在进行开关柜内弧光监测时，针对于判定出弧光现象的触头图像，获取该触头图像的灰度重心坐标，然后该触头图像的灰度重心坐标在亮场触头图像中进行标记，将标记后的亮场触头图像发送至开关柜控制系统。
用于接收第四图像采集设备所采集到的图像，并且发送给开关柜总控系统。
在本实施例中，当地刀上标记点的个数为1个，且该标记点设置在地刀动触头上时，数据分析处理子系统还包括以下功能：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；在本实施例中，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。
分合闸状态阈值设定：将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀分闸状态阈值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在合闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀合闸状态阈值；在本实施例中，若当前地刀图像中标记点的灰度重心坐标为(x’,y’)，物面分辨率参数为Z，那么得到标记点中心的实际位置坐标为(x’/Z，y’/Z)。
在地刀监测过程中，当数据分析处理子系统要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上标记点在当前地刀图像中的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到标记点灰度重心的实际位置坐标，将上述获取到的实际位置坐标分别与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，若实际位置坐标在分闸状态阈值预设范围Δ内，则判断地刀处于分闸状态，若实际位置坐标在合闸状态阈值预设范围Δ内，则判断地刀处于合闸状态。在本实施例中，上述预设范围Δ可以设置为(-1,1)，单位为mm。
在本实施例中，当地刀上标记点的个数为2个，且两个标记点分别设置在地刀的动触头和静触头上时，数据分析处理子系统还包括以下功能：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
分合闸状态阈值设定如下：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的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别得到地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀合闸状态阈值；
在地刀监测过程中，当数据分析处理子系统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灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别对应得到两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据两个标记点灰度重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。在本实施例中，上述预设范围为(-1,1)，单位为mm。
在本实施例中，当地刀上标记点的个数为2个，且两个标记点沿着动触头长度方向布置时；数据分析处理子系统还包括以下功能：
分合闸状态阈值设定：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的灰度重心坐标，根据分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀合闸状态阈值；
在地刀监测过程中，当数据分析处理子系统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灰度重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，若该角度在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若该角度在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态。在本实施例中，上述预设范围可以设置为(-1，1)，单位为度。
实施例2
本实施例公开了一种开关柜运行状态管理监测方法，包括地刀状态监测步骤、手车位置监测步骤、弧光监测步骤和视频监测步骤，其中：
地刀状态监测步骤为：
步骤S11、通过第一图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的地刀对应的地刀图像；在本实施例中，地刀上标记点的个数可以为1个或2个，当地刀上的标记点2个数为1个，该标记点可以设置在地刀动触头5；当标记点为2个时，两个标记点可以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；当标记点为2个时，两个标记点也可以均设置在地刀动触头上且沿着地刀动触头长度方向布置，可以是分别设置在地刀动触头的两端。
步骤S12、获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标；
步骤S13、根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；
在本实施例上述地刀状态监测步骤中，当地刀上的标记点个数为一个，且该标记点设置在地刀动触头上时，分合闸状态阈值获取步骤如下：
步骤S131、参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
步骤S132、分合闸状态阈值设定，将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀分闸状态阈值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在合闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀合闸状态阈值；
在步骤S13中，当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上标记点在当前地刀图像中的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到标记点灰度重心的实际位置坐标，将上述获取到的实际位置坐标分别与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，若实际位置坐标在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若实际位置坐标在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在本实施例上述地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头和静触头上各设置一个标记点时，分合闸状态阈值获取步骤如下：
步骤S13a、参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
步骤S13b、地刀分合闸状态阈值设定，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的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别得到地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀合闸状态阈值；
在步骤S13中，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灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别对应得到两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据两个标记点灰度重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；
在本实施例上述地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头上设置有两个标记点，且两个标记点沿着动触头长度方向布置时，分合闸状态阈值获取步骤如下：
步骤S13x、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的灰度重心坐标，根据分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀合闸状态阈值；
在步骤S13中，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灰度重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，若该角度在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若该角度在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在手车位置监测步骤中，手车分合闸到位参数的设定过程如下：控制手车运动至分闸到位的位置，通过第二图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为分闸到位参数；控制手车运动至合闸到位的位置，图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为合闸到位参数；
当要判定手车当前位置时，获取第二图像采集设备当前采集到的手车图像；将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标与分闸到位参数以及合闸到位参数分别进行对比，根据对比结果判定手车是否运动到分闸位置或合闸位置；
手车位置监测步骤为：
步骤S21、通过第二图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的手车对应的手车图像；在本实施例中，第二图像采集设备可以是相机，布置在设置有标记点的手车上方，手车上的标记点设置在收尘的上表面上。
步骤S22、获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标；
步骤S23、根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置；
在本实施例步骤S23中，手车分合闸到位参数获取过程如下：控制手车运动至分闸到位的位置，通过第二图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为分闸到位参数；控制手车运动至合闸到位的位置，图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为合闸到位参数；
当步骤S23中要判定手车当前位置时，获取第二图像采集设备当前采集到的手车图像；将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标与分闸到位参数以及合闸到位参数分别进行对比，根据对比结果判定手车是否运动到分闸位置或合闸位置；其中，在本实施例中，将当前采集到的手车图像中标记点的灰度重心坐标(x，y)与分闸到位参数(x1，y1)以及合闸到位参数(x2，y2)分别进行对比，若该灰度重心坐标(x，y)处于分闸到位参数(x1，y1)的预设范围内，即(x，y)∈(x1±Δx,y1±Δy)，则判定手车运动到分闸位置；若该灰度重心坐标处于合闸到位参数的预设范围内，即(x，y)∈(x2±Δx,y2±Δy)，则判定手车运动到合闸位置，如果(x,y)均未落在上述任意一个(x1±Δx,y1±Δy)和(x2±Δx,y2±Δy)范围内，则认为手车运动到非合闸和非分闸的中间状态。其中(Δx,Δy)为预设范围，在本实施例中Δx可为5mm，Δy可为5mm。
在本实施例步骤S23中，
弧光监测步骤为：
步骤S31、通过第三图像采集设备采集开关柜内的触头图像；
步骤S32、获取第三图像采集设备采集到的手车图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象；具体为：将触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，若满足以下条件：S-S*≥△S，△S为一阈值，则判定当前开关柜内触头存在弧光现象，并且将S*作为弧光强度。
在本实施例中，上述灰度特征值判定值S为：
Figure BDA0002034952410000211
其中，It(i,j)为上述第t张未发生弧光现象的触头图像中坐标为(i,j)的像素点的灰度值，一般为0～255的整数，
Figure BDA0002034952410000212
为上述第t张未发生弧光现象的触头图像的灰度平均值；M×N为触头图像的大小，T为上述未发生弧光现象的触头图像的总张数，在本实施例中T可以为100，即在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的100张开关柜内未发生弧光现象的触头图像。
在本实施例中，上述触头图像的灰度特征值S*为：
Figure BDA0002034952410000213
其中I(i,j)为上述当前从第三图像采集设备获取到的开关柜内的触头图像中坐标为(i,j)的像素点的灰度值，一般为0～255的整数，
Figure BDA0002034952410000214
为上述当前从第三图像采集设备获取到的开关柜内的触头图像的灰度平均值；M×N为触头图像的大小。
在本实施例中，开关柜内第三图像采集设备的个数可以设置为多个，多个第三图像采集设备分别设置在触头周围，使得多个第三图像采集设备的观测范围覆盖整个触头的合闸区域。本步骤中，在开关柜内没有照明的情况下，获取多个第三图像采集设备分别采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像；针对于每个第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为该第三图像采集设备所采集触头图像的灰度特征值判定值；在进行弧光监测时，实时获取各个第三图像采集设备采集到的开关柜内的触头图像；针对于当前从每一第三图像采集设备获取到的开关柜内的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值，然后将该触头图像的灰度特征值与该第三图像采集设备所采集触头图像的灰度特征值判定值进行比较。其中若当前从一个或多个第三图像采集设备获取到的开关柜内的触头图像满足S-S*≥△S，则判定当前开关柜内触头存在弧光现象。即当有一个或多个图像采集设备采集到的触头图像中监测到有弧光现象时，即判断开关柜内触头存在弧光现象。
步骤S33、针对于用于采集开关柜内触头图像的各第三图像采集设备，获取其内部参数矩阵；在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标。
在本实施例步骤S3中，针对于用于采集开关柜内触头图像的第三图像采集设备进行空间位置参数标定，以得到其内部参数矩阵，具体过程如下：
步骤S331、获取通过第三图像采集设备采集到的设置在开关柜内触头位置的三维标定架的图像，其中设置在开关柜内触头位置的三维标定架上至少布置有6个以上异面标记点，各个标记点的世界坐标为已知的；
步骤S332、针对于上述通过第三图像采集设备获取到的三维标定架的图像，识别出图像中各标记点的灰度重心坐标；然后将图像中各标记点的灰度重心坐标以及各标记点的世界坐标分别代入到以下成像模型中：
Figure BDA0002034952410000221
其中m0～m11为图像采集设备内部参数矩阵的系数，x，y代表图像中各标记点的灰度重心坐标，XW，YW，Zw代表图像中各标记点的世界坐标；
步骤S333、联立各个标记点的灰度重心坐标以及各标记点的世界坐标分别代入到上述成像模型所得到的方程组，然后求解方程组，计算得到第三图像采集设备内部参数矩阵的系数m0～m11；
在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后将其中每个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标以及该第三图像采集设备的内部参数矩阵代入到上述成像模型中，总共得到如下的四个方程组，求解四个方程组，即可求得世界坐标XW，YW，Zw；
Figure BDA0002034952410000231
其中m′0～m′11为上述其中一个第三图像采集设备的内部参数矩阵，(x1，y1)为该第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标；m″0～m″11为上述另一个第三图像采集设备的内部参数矩阵，(x2，y2)为该第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标。
步骤S34、获取在开关柜内有照明的情况下第三图像采集设备采集到的一张开关柜内的亮场触头图像；在进行开关柜内弧光监测时，针对于第三图像采集设备判定出弧光现象的触头图像，计算该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记。
视频监测步骤为：通过第四图像采集设备采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像上传至开关柜总控系统。
在本实施例中，根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中当第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；具体为：
当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行启动信号后，控制第一图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第一图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行停止信号后，控制第一图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的手车运行启动信号后，控制第二图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第二图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的手车运行停止信号后，控制第二图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的弧光探测启动信号后，首先控制开关柜内光源打开状态，然后在第三图像采集设备采集到一张触头图像后，控制开关柜内光源关闭；
当第四图像采集设备采集开关柜内图像时，控制第四图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；在本实施例中，视频监测的工作模式有两种，分别是连续监测和单次监测。其中单侧监测指的是：当接收到开关柜总控系统发出单次采集信号后，控制开关柜内光源打开，然后控制第四图像采集设备进行一次采集，在该次采集完成后，控制开关柜内光源关闭。其中连续监测指的是，控制第四图像采集设备设备以一定的频率进行图像采集工作，同时控制第四图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，第四图像采集设备每完成一次图像采集，将采集到的图像发送出去。
在本实施例中，针对于第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备，设定第三图像采集设备的工作优先级最低，设定第四图像采集设备的工作优先级高于第三图像采集设备且低于第一图像采集设备和第二图像采集设备，即当控制第一图像采集设备、第二图像采集设备或第四图像采集设备工作时，控制第三图像采集设备停止采集工作；当控制第一图像采集设备或第二图像采集设备工作时，控制第四图像采集设备停止采集工作。
实施例3
本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例2所述的开关柜运行状态管理监测方法，具体为：包括地刀状态监测步骤、手车位置监测步骤和弧光监测步骤，其中：
地刀状态监测步骤为：
通过第一图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；
获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标；
根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；
手车位置监测步骤为：
通过第二图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的手车图像；
获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标；
根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置；
弧光监测步骤为：
通过第三图像采集设备采集开关柜内的触头图像；
获取第三图像采集设备采集到的手车图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种开关柜运行状态管理监测系统，其特征在于，包括控制子系统、地刀状态监测子系统、手车位置监测子系统、弧光监测子系统以及数据分析处理子系统；
所述地刀状态监测子系统包括第一图像采集设备和第一图像处理单元；其中：
第一图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；
第一图像处理单元，用于获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统；
所述手车位置监测子系统包括第二图像采集设备和第二图像处理单元；其中：
第二图像采集设备，用于采集开关柜内设置有标记点的手车图像；
第二图像处理单元，用于获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标，并且将识别到的手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标发送数据分析处理子系统；
所述弧光监测子系统包括第三图像采集设备和第三图像处理单元；其中：
第三图像采集设备，用于采集开关柜内的触头图像；
第三图像处理单元，用于获取第三图像采集设备采集到的触头图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象，并且将上述弧光判定结果发送给数据分析处理子系统；第三图像采集设备为3个，分别布置在开关柜触头的四周，3个第三图像采集设备的观测范围覆盖整个触头的合闸区域，其中相邻两个相机的公共视域占到整个需要拍摄触头的1/3；在进行开关柜内弧光监测时，若第三图像处理单元检测到有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标；
所述控制子系统：用于控制第一图像采集设备、第二图像采集设备和第三图像采集设备的采集工作；所述控制子系统连接开关柜内的光源，所述控制子系统根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备在进行每次图像采集过程中，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备开始进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；
所述数据分析处理子系统：用于根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；用于根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，最后将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置；
所述第三图像处理单元将第三图像采集设备采集到的亮场触头图像发送给数据分析处理子系统；数据分析处理子系统在进行开关柜内弧光监测时，针对于判定出弧光现象的触头图像，获取该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记。
2.根据权利要求1所述的开关柜运行状态管理监测系统，其特征在于，还包括视频监测子系统，所述视频监测子系统包括第四图像采集设备，用于采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像发送给数据分析处理子系统；所述控制子系统还用于控制第四图像采集设备的采集工作。
3.一种开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，包括地刀状态监测步骤、手车位置监测步骤和弧光监测步骤，其中：
地刀状态监测步骤为：
通过第一图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的地刀图像；
获取第一图像采集设备采集到的地刀图像，识别出地刀上标记点在地刀图像中的灰度重心坐标；
根据地刀上标记点在第一图像采集设备采集到的当前地刀图像中的灰度重心坐标确定出地刀当前位置，将地刀当前位置与地刀分合闸状态阈值进行比较后判断出地刀的分合闸状态；其中地刀分合闸状态阈值是指地刀分别在分合闸状态下地刀的位置；
手车位置监测步骤为：
通过第二图像采集设备采集开关柜内设置有标记点的手车图像；
获取第二图像采集设备采集到的手车图像，识别出手车上标记点在手车图像中的灰度重心坐标；
根据手车上标记点在第二图像采集设备采集到的当前手车图像中的灰度重心坐标确定出手车当前位置，将手车当前位置与手车分合闸到位参数进行比较后判断出手车是否运动至分闸位置或合闸位置，其中手车分合闸到位参数是指手车分别运动至分合闸位置下的位置；
弧光监测步骤为：
通过第三图像采集设备采集开关柜内的触头图像；
获取第三图像采集设备采集到的手车图像，其中：在进行弧光监测前，在开关柜内没有照明的情况下获取第三图像采集设备采集到的多张开关柜内未发生弧光现象的触头图像，计算上述各张触头图像的灰度特征值，然后取平均值后作为灰度特征值判定值S；在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，根据比较结果判定开关柜内触头是否存在弧光现象；
当第三图像采集设备的个数为多个时，在弧光监测步骤中还包括如下步骤：
针对于用于采集开关柜内触头图像的各第三图像采集设备，获取其内部参数矩阵；在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标；
其中，针对于用于采集开关柜内触头图像的第三图像采集设备进行空间位置参数标定，以得到其内部参数矩阵，具体过程如下：
步骤S331、获取通过第三图像采集设备采集到的设置在开关柜内触头位置的三维标定架的图像，其中设置在开关柜内触头位置的三维标定架上至少布置有6个以上异面标记点，各个标记点的世界坐标为已知的；
步骤S332、针对于上述通过第三图像采集设备获取到的三维标定架的图像，识别出图像中各标记点的灰度重心坐标；然后将图像中各标记点的灰度重心坐标以及各标记点的世界坐标分别代入到以下成像模型中：
Figure FDA0003130285880000041
其中m0～m11为图像采集设备内部参数矩阵的系数，x，y代表图像中各标记点的灰度重心坐标，XW，YW，Zw代表图像中各标记点的世界坐标；
步骤S333、联立各个标记点的灰度重心坐标以及各标记点的世界坐标分别代入到上述成像模型所得到的方程组，然后求解方程组，计算得到第三图像采集设备内部参数矩阵的系数m0～m11；
在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后将其中每个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标以及该第三图像采集设备的内部参数矩阵代入到上述成像模型中，总共得到如下的四个方程组，求解四个方程组，即可求得世界坐标XW，YW，Zw；
Figure FDA0003130285880000051
其中m′0～m′11为上述其中一个第三图像采集设备的内部参数矩阵，(x1，y1)为该第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标；m″0～m″11为上述另一个第三图像采集设备的内部参数矩阵，(x2，y2)为该第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标；
根据第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备的工作状态控制开关柜内光源的工作状态；其中当第一图像采集设备、第二图像采集设备和/或第四图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源打开；在进行弧光监测过程中，当第三图像采集设备进行采集工作时，控制子系统控制开关柜内光源关闭；具体为：
当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行启动信号后，控制第一图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第一图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的地刀运行停止信号后，控制第一图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的手车运行启动信号后，控制第二图像采集设备以一定的频率开始图像采集工作，同时控制第二图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；当接收到开关柜总控系统发出的手车运行停止信号后，控制第二图像采集设备停止图像采集工作；
当接收到开关柜总控系统发出的弧光探测启动信号后，首先控制开关柜内光源打开状态，然后在第三图像采集设备采集到一张触头图像后，控制开关柜内光源关闭；
当第四图像采集设备采集开关柜内图像时，控制第四图像采集设备在每次图像采集过程中开关柜内光源为打开状态，在每次图像采集结束后控制光源关闭；
第一图像采集设备、第二图像采集设备、第三图像采集设备和第四图像采集设备中，设定第三图像采集设备的工作优先级最低，设定第四图像采集设备的工作优先级高于第三图像采集设备且低于第一图像采集设备和第二图像采集设备，即当控制第一图像采集设备、第二图像采集设备或第四图像采集设备工作时，控制第三图像采集设备停止采集工作；当控制第一图像采集设备或第二图像采集设备工作时，控制第四图像采集设备停止采集工作。
4.根据权利要求3所述的开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，还包括视频监测步骤，所述视频监测步骤为：通过第四图像采集设备采集开关柜内图像，并且将采集到的开关柜内图像上传至开关柜总控系统。
5.根据权利要求3所述的开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，在地刀状态监测步骤中，当地刀上的标记点个数为一个，且该标记点设置在地刀动触头上时，分合闸状态阈值获取过程如下：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
分合闸状态阈值设定如下：将地刀置于分闸状态，获取地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀分闸状态阈值；将地刀置于合闸状态，获取地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在合闸状态下标记点灰度重心的实际位置坐标，将该坐标作为地刀合闸状态阈值；当要判定地刀分合闸状态时，根据地刀上标记点在当前地刀图像中的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到标记点灰度重心的实际位置坐标，将上述获取到的实际位置坐标分别与分闸状态阈值以及合闸状态阈值进行比较，若实际位置坐标在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若实际位置坐标在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头和静触头上各设置一个标记点时；分合闸状态阈值获取过程如下：
参数标定，标定地刀图像的物面分辨率参数；具体过程如下：确定标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸，根据标记点在地刀图像中以像素为单位的尺寸与该标记点的实际尺寸之间的关系标定得到物面分辨率参数；
地刀分合闸状态阈值设定如下：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的灰度重心坐标，根据地刀在分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数得到地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在分闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据地刀在合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别得到地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据地刀在合闸状态下两个标记点灰度重心的实际位置坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点的实际距离，将该实际距离作为地刀合闸状态阈值；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灰度重心坐标以及物面分辨率参数分别对应得到两个标记点灰度重心的实际位置坐标，根据两个标记点灰度重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；
在地刀状态监测步骤中，当地刀的动触头上设置有两个标记点，且两个标记点沿着动触头长度方向布置时，分合闸状态阈值获取过程如下：
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的灰度重心坐标，根据分闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在分闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀分闸状态阈值；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的灰度重心坐标，根据合闸状态下地刀图像中两个标记点的灰度重心坐标计算出地刀在合闸状态下两个标记点连线相对于地刀所置平面的角度，将该角度作为地刀合闸状态阈值；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灰度重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，若该角度在分闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于分闸状态，若该角度在合闸状态阈值预设范围内，则判断地刀处于合闸状态；
在手车位置监测步骤中，手车分合闸到位参数的获取过程如下：控制手车运动至分闸到位的位置，通过第二图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为分闸到位参数；控制手车运动至合闸到位的位置，图像采集设备采集该位置下的手车图像，然后将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标作为合闸到位参数；当要判定手车当前位置时，获取第二图像采集设备当前采集到的手车图像；将标记点从手车图像中分割出来，并且计算出标记点的灰度重心坐标，将该灰度重心坐标与分闸到位参数以及合闸到位参数分别进行对比，根据对比结果判定手车是否运动到分闸位置或合闸位置；
在弧光监测步骤中，在进行弧光监测时，针对于当前从第三图像采集设备获取到的触头图像，计算该触头图像的灰度特征值S*，将该触头图像的灰度特征值S*与灰度特征值判定值S进行比较，若满足以下条件：S-S*≥△S，△S为一阈值，则判定当前开关柜内触头存在弧光现象，并且将S*作为弧光强度。
6.根据权利要求3所述的开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，当第三图像采集设备的个数为多个时，在弧光监测步骤中还包括如下步骤：
针对于用于采集开关柜内触头图像的各第三图像采集设备，获取其内部参数矩阵；
在进行开关柜内弧光监测时，若有两个以上第三图像采集设备采集到的当前触头图像中监测到弧光现象，则选取其中两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像，并且分别计算出该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，然后根据该两个第三图像采集设备的内部参数矩阵以及该两个第三图像采集设备当前采集到的触头图像的灰度重心坐标，通过成像模型计算得到开关柜当前弧光发生的世界坐标，作为弧光发生的位置坐标。
7.根据权利要求3所述的开关柜运行状态管理监测方法，其特征在于，在弧光监测步骤中，还包括如下步骤：
获取在开关柜内有照明的情况下第三图像采集设备采集到的一张开关柜内的亮场触头图像；在进行开关柜内弧光监测时，针对于判定出弧光现象的触头图像，计算该触头图像的灰度重心坐标后，在亮场触头图像中对应的该灰度重心坐标位置上作标记。
8.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求3至7中任一项所述的开关柜运行状态管理监测方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110795307A (zh) * 2019-10-18 2020-02-14 国网浙江宁波市奉化区供电有限公司 开关柜的部件状态监测方法
CN111478217B (zh) * 2020-04-08 2022-06-21 国网湖南省电力有限公司 用于变电站开关柜的一键顺控支持系统及其应用方法
CN112630639B (zh) * 2020-12-01 2022-12-23 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种高压开关柜手车触头啮合状态在线检测系统及方法
CN113038085A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 广东电网有限责任公司 一种隔离开关监控系统及隔离开关状态监控方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104820439B (zh) * 2015-04-16 2017-10-20 华南理工大学 一种视觉设备作为传感器的并联平台跟踪控制装置与方法
CN106249140A (zh) * 2016-09-29 2016-12-21 北京慧智神光科技有限公司 一种用于检测断路器动作时间和动作速度的方法及装置
CN206115230U (zh) * 2016-10-31 2017-04-19 重庆同远能源技术有限公司 一种开关柜运行状态监测系统
CN106556758A (zh) * 2016-11-03 2017-04-05 云南电网有限责任公司昭通供电局 一种开关柜运行监测评估系统
CN106713427A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 南京云电易维电力科技有限公司 一种开关柜运行状态的监测维护系统
CN206379776U (zh) * 2016-12-29 2017-08-04 中山市明阳电器有限公司 一种用于开关柜的智能电子设备
CN106549368B (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 中山市明阳电器有限公司 一种智能ied控制开关柜的软件保护方法
CN108489425B (zh) * 2018-04-24 2023-11-10 西安图玛智能科技有限公司 一种隔离开关分合闸状态全天候自动视频监测系统及方法

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