CN110336930B - 一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法。装置包括用于摄像模块、处理端和操控端，摄像模块与处理端连接，摄像模块包括壳体和转动设置在壳体内的摄像球，在壳体内设置有驱动模块，操控端与驱动模块控制相连，且驱动模块与摄像球相联动连接。检测方法包括将摄像视频进行分解，获得若干图片；对图片进行预处理，获得突出隔离开关的特征图片；对隔离开进行检测和跟踪；根据跟踪情况判断隔离开关状态。本发明自动检测隔离开关状态，代替操作人员现场确认，减少无效劳动，提升了效率效益。同时摄像模块能够进行转动调节，使得能灵活调节摄像角度，获取更好的图像，以便后续处理。

Description

一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其是涉及一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法。

背景技术

近年来，大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等一系列技术日新月异，“互联网+”、“工业4.0”等概念相继提出并实践，工业生产模式正在发生重大变革。但与此相比，变电站和变电运检模式明显滞后。变电设备与智能化相距甚远，日常工作仍沿袭20年前传统，大量工作仍采用人工就地操作、手动抄录、现场频繁往返等形式，新技术的优势未能得到充分利用和有效发挥。随着变电站数量显著增加，变电容量成倍增长，运检工作量日渐繁重，有限的人员数量增长和人员结构问题日益突出。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中人工检测隔离开关状态存在工作量大、工作效益低的问题，提供了一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法。

本发明还解决现有技术中检测装置拍摄角度不能调节，不能获取良好图像，影响后续操作的问题，提供了一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置，包括用于采集隔离开关图像的摄像模块、对拍摄图像进行处理判断的处理端和操控端，摄像模块与处理端连接，所述摄像模块包括壳体和转动设置在壳体内的摄像球，在壳体内设置有驱动模块，操控端与驱动模块控制相连，且驱动模块与摄像球相联动连接，驱动摄像球转动。本发明能够自动检测隔离开关状态，代替操作人员现场确认，减少无效劳动，提升了效率效益。同时摄像模块能够进行转动调节，使得能灵活调节摄像角度，获取更好的图像，以便后续处理。

作为一种优选方案，所述驱动模块包括由电机驱动的驱动齿轮和设置在摄像球表面的齿条，驱动齿轮与齿条相啮合，电机与操控端相连接。本方案中操控端通过有线或无线与电机相连接，操控端能够发出指令来控制电机工作，进而带动驱动齿轮转动，驱动齿轮拨动齿条，从而使得摄像球进行转动。本发明结构简单，操作方便，使得操作者可以远程超控摄像模块进行旋转，以及调节拍摄角度。

作为一种优选方案，所述摄像球表面上沿圆周线设置有凹槽，所述齿条设置在凹槽内，所述驱动齿轮嵌入凹槽内与齿条相啮合。本方案中通过设置凹槽，将齿条放入在凹槽内，齿条表面不突出在摄像球表面，节约了齿条安装空间，同时也使得摄像球安装更加方便，齿条不会妨碍摄像头转动。

作为一种优选方案，在摄像球的两侧分别设置有切面，两切面相平行，在切面上设置有转轴，转轴转动连接在壳体上。本方案中转轴使得摄像球能够绕置进行转动，切面同时限制了摄像球的位置，防止摄像球转动时产生偏移使得齿条脱离驱动齿轮。

作为一种优选方案，在摄像球上设置有摄像口，在摄像口上设置有摄像头，摄像头与处理端连接。

作为一种优选方案，所述壳体包括前盖和后座，在前盖内设置有球形内凹的第一凹槽，在凹槽中间开有穿孔，后座上设置有球形内凹的第二凹槽，前盖与后座相扣合内部共同形成一圆形的转动室，所述摄像球安装在转动室内。本方案能够实现摄像球全方位大角度的转动，结构简单合理，操作方便快捷，能方便灵活调节摄像球摄像头的角度。该圆形的转动室与摄像球形状相配合的，整体为圆形，摄像球具有切面，转动室内对应切面设置有平面，将摄像球形状配合包围，使得摄像球不会随意转动。在平面上设有转轴孔，转轴插入在转轴孔内。

作为一种优选方案，所述后座的前端面上设置若干第一扣头，在前盖底面上对应设置有若干扣槽，第一扣头插入并扣合在扣槽内，将前盖与后盖相固定。本方案通过卡扣结构将前盖和后座相连接，固定方便快捷。

作为一种优选方案，所述前盖前端开有窗口，在窗口上扣合有透明的保护盖，所述保护盖的内侧面上设置有若干第二扣头，在窗口内侧壁上设置有一圈扣沿，第二扣头扣合在扣沿上，将保护盖固定在窗口上。

一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测方法，包括以下步骤：

S1.将摄像视频进行分解，获得若干图片；

S2.对图片进行预处理，获得突出隔离开关的特征图片；

S3.对隔离开进行检测和跟踪；

S4.根据跟踪情况判断隔离开关状态。

本发明方法通过拍摄图像，并对图像进行处理后就能够清楚快速的判断隔离开关状态，方法简单准确性高。

作为一种优选方案，

对隔离开关检测过程包括，

根据若干图片，检测这些图片中相对静止的部分，将相对静止的部分过滤，获取运动部分为隔离开关轮廓部分；

对隔离开关跟踪过程包括，

在图片中根据隔离开关轮廓部分对其设定跟踪窗口，跟踪窗口为矩形，跟踪窗口尺寸大于运动部分且包围轮廓部分，计算出该跟踪窗口的宽度和面积；跟踪过程采用混合高斯算法，混合高斯算法为一种实时更新背景的算法，用数学形态方法进行处理并寻找轮廓，用算法拟合轮廓后在用图像矩提取轮廓质心。

对隔离开关状态判断的过程包括，

在摄像视频中划定以虚拟线圈，该虚拟线圈为矩形，虚拟线圈包围合闸状态下的隔离开关，然后获取该图片，生成二值化图像，作为参考图像，比较经过跟踪处理后的图片与参考图片，若跟踪窗口与虚拟线圈重合，则判断合闸到位，并且比较跟踪窗口与虚拟线圈的面积，若跟踪窗口和虚拟线圈重合面积超过98%，判断合闸成功。

因此，本发明的优点是：能够自动检测隔离开关状态，代替操作人员现场确认，减少无效劳动，提升了效率效益。同时摄像模块能够进行转动调节，使得能灵活调节摄像角度，获取更好的图像，以便后续处理。

附图说明

图1是本发明的一种结构框示图；

图2是本发明中摄像模块的一种结构示意图；

图3是本发明中摄像球的一种结构示意图。

1-摄像模块 2-处理端 3-操控端 4-驱动模块 5-壳体 6-摄像球 7-前盖8-后座 9-第一凹槽 10-第二凹槽 11-第一扣头 12-扣槽 13-窗口 14-保护盖15-第二扣头 16-扣沿 17-摄像口 18-切面 19-转轴 20-驱动齿轮 21-凹槽 22-齿条 23-电机。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置，如图1所示，包括用于采集隔离开关图像的摄像模块1、对拍摄图像进行处理判断的处理端2和操控端3，摄像模块与处理端连接，摄像模块包括壳体5和转动设置在壳体内的摄像球6，在摄像球上设置有摄像口17，在摄像口上设置有摄像头，具体的摄像模块与处理端连接为摄像头与处理端连接。在壳体内设置有驱动模块4，操控端与驱动模块控制相连，且驱动模块与摄像球相联动连接，驱动摄像球转动。

如图2和图3所示，驱动模块包括由电机23驱动的驱动齿轮20和设置在摄像球表面的齿条22，驱动齿轮与齿条相啮合，电机与操控端相连接。具体的，摄像球表面上沿圆周线设置有凹槽21，齿条设置在凹槽内，所述驱动齿轮嵌入凹槽内与齿条相啮合。在摄像球的两侧分别设置有切面18，两切面相平行，在切面上设置有转轴19，转轴转动连接在壳体上。

壳体包括前盖7和后座8，在前盖内设置有球形内凹的第一凹槽9，在凹槽中间开有穿孔，后座上设置有球形内凹的第二凹槽10，前盖与后座相扣合内部共同形成一圆形的转动室，摄像球安装在转动室内。后座的前端面上设置若干第一扣头11，在前盖底面上对应设置有若干扣槽12，第一扣头插入并扣合在扣槽内，将前盖与后盖相固定。前盖前端开有窗口13，在窗口上扣合有透明的保护盖14，保护盖的内侧面上设置有若干第二扣头15，在窗口内侧壁上设置有一圈扣沿16，第二扣头扣合在扣沿上，将保护盖固定在窗口上。

一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测方法，包括以下步骤：

S1.将摄像视频进行分解，获得若干图片；

S2.对图片进行预处理，获得突出隔离开关的特征图片；

S3.对隔离开进行检测和跟踪；

S4.根据跟踪情况判断隔离开关状态。

对隔离开关检测过程包括，

根据若干图片，检测这些图片中相对静止的部分，将相对静止的部分过滤，获取运动部分为隔离开关轮廓部分；

对隔离开关跟踪过程包括，

在图片中根据隔离开关轮廓部分对其设定跟踪窗口，跟踪窗口为矩形，跟踪窗口尺寸大于运动部分且包围轮廓部分，计算出该跟踪窗口的宽度和面积；

对隔离开关状态判断的过程包括，

在摄像视频中划定以虚拟线圈，该虚拟线圈为矩形，虚拟线圈包围合闸状态下的隔离开关，然后获取该图片，生成二值化图像，作为参考图像，比较经过跟踪处理后的图片与参考图片，若跟踪窗口与虚拟线圈重合，则判断合闸到位，并且比较跟踪窗口与虚拟线圈的面积，若跟踪窗口和虚拟线圈重合面积超过98%，判断合闸成功。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了摄像模块、处理端、操控端、驱动模块、壳体、摄像球等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (1)

1.一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测方法，采用一种基于图像处理的隔离开关状态自动检测装置，其特征在于：包括用于采集隔离开关图像的摄像模块、对拍摄图像进行处理判断的处理端和操控端，摄像模块与处理端连接，所述摄像模块包括壳体和转动设置在壳体内的摄像球，在壳体内设置有驱动模块，操控端与驱动模块控制相连，且驱动模块与摄像球相联动连接，驱动摄像球转动；所述驱动模块包括由电机驱动的驱动齿轮和设置在摄像球表面的齿条，驱动齿轮与齿条相啮合，电机与操控端相连接；所述摄像球表面上沿圆周线设置有凹槽，所述齿条设置在凹槽内，所述驱动齿轮嵌入凹槽内与齿条相啮合；在摄像球的两侧分别设置有切面，两切面相平行，在切面上设置有转轴，转轴转动连接在壳体上；在摄像球上设置有摄像口，在摄像口上设置有摄像头，摄像头与处理端连接；所述壳体包括前盖和后座，在前盖内设置有球形内凹的第一凹槽，在凹槽中间开有穿孔，后座上设置有球形内凹的第二凹槽，前盖与后座相扣合内部共同形成一圆形的转动室，所述摄像球安装在转动室内；所述后座的前端面上设置若干第一扣头，在前盖底面上对应设置有若干扣槽，第一扣头插入并扣合在扣槽内，将前盖与后盖相固定；所述前盖前端开有窗口，在窗口上扣合有透明的保护盖，所述保护盖的内侧面上设置有若干第二扣头，在窗口内侧壁上设置有一圈扣沿，第二扣头扣合在扣沿上，将保护盖固定在窗口上；其特征是包括以下步骤：

S1.将摄像视频进行分解，获得若干图片；

S2.对图片进行预处理，获得突出隔离开关的特征图片；

S3.对隔离开进行检测和跟踪；

S4.根据跟踪情况判断隔离开关状态；

对隔离开关检测过程包括，

根据若干图片，检测这些图片中相对静止的部分，将相对静止的部分过滤，获取运动部分为隔离开关轮廓部分；

对隔离开关跟踪过程包括，

在图片中根据隔离开关轮廓部分对其设定跟踪窗口，跟踪窗口为矩形，跟踪窗口尺寸大于运动部分且包围轮廓部分，计算出该跟踪窗口的宽度和面积；

对隔离开关状态判断的过程包括，

在摄像视频中划定以虚拟线圈，该虚拟线圈为矩形，虚拟线圈包围合闸状态下的隔离开关，然后获取该图片，生成二值化图像，作为参考图像，比较经过跟踪处理后的图片与参考图片，若跟踪窗口与虚拟线圈重合，则判断合闸到位，并且比较跟踪窗口与虚拟线圈的面积，若跟踪窗口和虚拟线圈重合面积超过98%，判断合闸成功。

Images