CN111678602B - 基于stm32h7处理机的状态灯颜色识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,涉及安防领域,包括:STM32H7主控制器、图像采集模块以及通信模块;所述STM32H7主控制器通过所述通信模块与所述图像采集模块通信连接;所述STM32H7主控制器包括:存储模块、场景识别模块、场景报错模块、状态颜色采集模块、状态识别模块、预设颜色校正模块;在本发明中,状态灯识别前先进行场景识别,避免摄像头被移动而直接进行状态灯识别而找不到状态灯而系统出错;同时,本发明还考虑到状态灯在恶劣环境中老化,而出现色偏,通过预设颜色校正模块对预设颜色进行校正,避免状态灯在使用过程中老化而造成颜色发送变化而不能被准确识别。
Description
技术领域
本发明涉及安防领域,特别是涉及基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统。
背景技术
在变电站或电气建筑施工场景中,存在各种各样的电气设备,并且根据电气设备运行情况,通过指示灯、翻牌器、状态灯等进行指示;传统状态灯的巡检是通过人工巡检,耗费人工成本且效率较低。在新式的技术中,也采用图像处理进行相关指示灯的识别,然而仍存在一定的问题,包括:1、摄像头被人为移动或受环境影响意外移动,而不能继续状态灯的监控识别;2、受户外环境等因素造成指示灯老化而色偏,造成图像识别错误。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供一种基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,旨在提高状态灯颜色识别的精确度。
为实现上述目的,本发明提供基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,所述系统包括:STM32H7主控制器、图像采集模块以及通信模块;所述STM32H7主控制器通过所述通信模块与所述图像采集模块通信连接;所述STM32H7主控制器包括:
存储模块,用于存储与所述图像采集模块相对应的初始场景的标准图像、所述标准图像中的状态灯的识别位置、状态灯的至少两种待选颜色信号所对应的预设颜色;
场景识别模块,用于获取所述图像采集模块所采集的第一图像,识别所述第一图像是否与所述标准图像所对应的场景是否匹配;
场景报错模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景不匹配,则输出场景出错报警;
状态颜色采集模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,则根据所述识别位置,采集所述第一图像的所述识别位置的所述状态灯的第一采集颜色;
状态识别模块,用于在所述待选信号所对应的所述预设颜色中选取与所述第一采集颜色近似度最高的第一预设颜色,输出与所述第一预设颜色相对应的状态报警指令;
预设颜色校正模块,用于根据所述第一采集颜色,对所述第一预设颜色进行校正。
在实际应用中,一个摄像头可以对一个场景中的多个状态灯同时进行监控,在该技术方案中,在状态灯识别前先进行场景识别,避免摄像头被移动而直接进行状态灯识别而找不到状态灯而系统出错;同时,在该技术方案中,还考虑到状态灯在恶劣环境中老化,而出现色偏,通过预设颜色校正模块对预设颜色进行校正,避免状态灯在使用过程中老化而造成颜色发送变化而不能被准确识别。由于在状态灯缓慢老化中,颜色校正是在使用中持续性进行的,有效提供颜色识别能力。
在一具体实施方式中,所述场景识别模块,还包括:
第一数据获取单元,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,识别所述第一图像中与所述标准图像相对应的至少两个特征点位,获取所述至少两个特征点位在所述第一图像中构成的第一向量,获取所述至少两个特征点位在所述标准图像中构成的第二向量;
旋转判断控制单元,用于判断所述第一向量是否与所述第二向量同向;所述旋转判断单元,响应于所述第一向量与所述第二向量不同向,则将所述第一图像旋转至以使所述第一向量与所述第二向量同向。
在该技术方案中,通过图像上的特征点位构成的向量,判断图像是否需要进行旋转,以便后续能够校正图像并根据状态灯位置进行颜色识别。
在一具体实施方式中,所述第一数据获取单元,用于获取两个特征点位中的第一图像中的第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2),获取所述两个特征点位中的标准图像中的第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4),根据所述第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2)获得所述第一向量(x2-x1,y2-y1),根据所述第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4)获得所述第二向量(x4-x3,y4-y3),比较所述第一向量(x2-x1,y2-y1)与所述第二向量(x4-x3,y4-y3)是否同向。
在该技术方案中,通过公式快速求解第一图像所需要的旋转角,以便对第一图像进行旋转,以便后续能够校正图像并根据状态灯位置进行颜色识别。
在一具体实施方式中,所述预设颜色校正模块,还用于对所述第一预设颜色进行校正;经衰减加权校正后的所述第一预设颜色的数据其中,bn=an+λan-1+…+λn-1a1,an为所述第一采集颜色的历史采集值,n为正整数,λ为所述历史采集值的衰减系数;所述an包含HSV颜色值,所述an=(Hn,Sn,Vn)T;所述0<λ<1;所述a1为所述第一采集颜色的采集值或预设值。
由于越新的数据其与后续新数据的关联度越高,故而采用越高的加权系数,故而,在该技术方案中,旧数据需要通过衰减系数λ进行降权,实现对第一预设颜色的校正,避免因状态灯老花化造成色偏而影响状态识别。
在一具体实施方式中,所述状态识别模块,还包括:
预设颜色采集单元,用于获取所述预设颜色的预设HSV颜色值(H(TH,i),S(TH,i),V(TH,i))T,所述i为所述预设颜色的编号,所述i为正数;
采集颜色获取单元,用于获取所述第一采集颜色的HSV颜色值an=(Hn,Sn,Vn)T;
本发明的有益效果:1)、本发明在状态灯识别前先进行场景识别,避免摄像头被移动而直接进行状态灯识别而找不到状态灯而系统出错;2)、同时,本发明还考虑到状态灯在恶劣环境中老化,而出现色偏,通过预设颜色校正模块对预设颜色进行校正,避免状态灯在使用过程中老化而造成颜色发送变化而不能被准确识别。由于在状态灯缓慢老化中,颜色校正是在使用中持续性进行的,有效提供颜色识别能力。3)、本发明通过图像上的特征点位构成的向量,判断图像是否需要进行旋转,以便后续能够校正图像并根据状态灯位置进行颜色识别。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
如图1所示,在本发明第一实施例中,提供一种基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,所述系统包括:STM32H7主控制器、图像采集模块以及通信模块;所述STM32H7主控制器通过所述通信模块与所述图像采集模块通信连接;所述STM32H7主控制器包括:
存储模块,用于存储与所述图像采集模块相对应的初始场景的标准图像、所述标准图像中的状态灯的识别位置、状态灯的至少两种待选颜色信号所对应的预设颜色;
场景识别模块,用于获取所述图像采集模块所采集的第一图像,识别所述第一图像是否与所述标准图像所对应的场景是否匹配;
场景报错模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景不匹配,则输出场景出错报警;
状态颜色采集模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,则根据所述识别位置,采集所述第一图像的所述识别位置的所述状态灯的第一采集颜色;
状态识别模块,用于在所述待选信号所对应的所述预设颜色中选取与所述第一采集颜色近似度最高的第一预设颜色,输出与所述第一预设颜色相对应的状态报警指令;
预设颜色校正模块,用于根据所述第一采集颜色,对所述第一预设颜色进行校正。
在本实施例中,所述场景识别模块,还包括:
第一数据获取单元,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,识别所述第一图像中与所述标准图像相对应的至少两个特征点位,获取所述至少两个特征点位在所述第一图像中构成的第一向量,获取所述至少两个特征点位在所述标准图像中构成的第二向量;
旋转判断控制单元,用于判断所述第一向量是否与所述第二向量同向;所述旋转判断单元,响应于所述第一向量与所述第二向量不同向,则将所述第一图像旋转至以使所述第一向量与所述第二向量同向。
在本实施例中,所述第一数据获取单元,用于获取两个特征点位中的第一图像中的第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2),获取所述两个特征点位中的标准图像中的第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4),根据所述第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2)获得所述第一向量(x2-x1,y2-y1),根据所述第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4)获得所述第二向量(x4-x3,y4-y3),比较所述第一向量(x2-x1,y2-y1)与所述第二向量(x4-x3,y4-y3)是否同向。
在本实施例中,所述预设颜色校正模块,还用于对所述第一预设颜色进行校正;经衰减加权校正后的所述第一预设颜色的数据其中,bn=an+λan-1+…+λn- 1a1,an为所述第一采集颜色的历史采集值,n为正整数,λ为所述历史采集值的衰减系数;所述an包含HSV颜色值,所述an=(Hn,Sn,Vn)T;所述0<λ<1;所述a1为所述第一采集颜色的采集值或预设值。
在本实施例中,所述状态识别模块,还包括:
预设颜色采集单元,用于获取所述预设颜色的预设HSV颜色值(H(TH,i),S(TH,i),V(TH,i))T,所述i为所述预设颜色的编号,所述i为正数;
采集颜色获取单元,用于获取所述第一采集颜色的HSV颜色值an=(Hn,Sn,Vn)T;
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的实施例,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,其特征在于,所述系统包括:STM32H7主控制器、图像采集模块以及通信模块;所述STM32H7主控制器通过所述通信模块与所述图像采集模块通信连接;所述STM32H7主控制器包括:
存储模块,用于存储与所述图像采集模块相对应的初始场景的标准图像、所述标准图像中的状态灯的识别位置、状态灯的至少两种待选颜色信号所对应的预设颜色;
场景识别模块,用于获取所述图像采集模块所采集的第一图像,识别所述第一图像是否与所述标准图像所对应的场景是否匹配;
场景报错模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景不匹配,则输出场景出错报警;
状态颜色采集模块,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,则根据所述识别位置,采集所述第一图像的所述识别位置的所述状态灯的第一采集颜色;
状态识别模块,用于在所述待选颜色信号所对应的所述预设颜色中选取与所述第一采集颜色近似度最高的第一预设颜色,输出与所述第一预设颜色相对应的状态报警指令;
预设颜色校正模块,用于根据所述第一采集颜色,对所述第一预设颜色进行校正;
所述场景识别模块,还包括:
第一数据获取单元,用于响应于所述第一图像与所述标准图像所对应的场景相匹配,识别所述第一图像中与所述标准图像相对应的至少两个特征点位,获取所述至少两个特征点位在所述第一图像中构成的第一向量,获取所述至少两个特征点位在所述标准图像中构成的第二向量;
旋转判断控制单元,用于判断所述第一向量是否与所述第二向量同向;所述旋转判断控制单元,响应于所述第一向量与所述第二向量不同向,则将所述第一图像旋转至以使所述第一向量与所述第二向量同向。
2.如权利要求1所述的一种基于STM32H7处理机的状态灯颜色识别系统,其特征在于,所述第一数据获取单元,用于获取两个特征点位中的第一图像中的第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2),获取所述两个特征点位中的标准图像中的第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4),根据所述第一点位位置(x1,y1)以及第二点位位置(x2,y2)获得所述第一向量(x2-x1,y2-y1),根据所述第三点位位置(x3,y3)以及第四点位位置(x4,y4)获得所述第二向量(x4-x3,y4-y3),比较所述第一向量(x2-x1,y2-y1)与所述第二向量(x4-x3,y4-y3)是否同向。
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