CN111950512A - 变电所断路器指示灯分合状态识别方法 - Google Patents

变电所断路器指示灯分合状态识别方法 Download PDF

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Abstract

一种变电所断路器指示灯分合状态识别方法，涉及电力系统技术领域，所解决的是识别断路器指示灯分合状态的技术问题。该方法利用摄像头拍摄断路器的分合指示灯，并在监视图像中设定一个分合识别区域，并截取分合识别区域中，分合指示灯分别显示分状态及合状态时的两个图像作为基准图像，再对两个基准图像实施灰度处理后，按灰度值对像素点进行归类统计，再利用统计值对分合识别区域中的实时图像进行识别。本发明提供的方法，适用于配置有断路器的变电所。

Description

变电所断路器指示灯分合状态识别方法
技术领域
本发明涉及电力系统的技术，特别是涉及一种变电所断路器指示灯分合状态识别方法的技术。
背景技术
在变电所辅助监控系统中，常常需要对视频图像中的断路器指示灯进行识别，以辅助判断断路器的分合时候到位，从单一的综合自动化信号监控模式到多种信号相互验证模式，这种对图像指示灯进行识别能提高监控可靠性和事故分析水平。
大多数图像识别需要大量的训练样本，以满足非线性识别技术的多维度要求。这对刚刚投入使用的变电所或者改造的变电所，过长的训练时间和不足的样本图片将影响图像识别准确率，在故障发生时，难以实时发出警报。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种无需大量样本训练即可实现断路器指示灯的分合状态识别，并且识别准确度高的变电所断路器指示灯分合状态识别方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种变电所断路器指示灯分合状态识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)利用摄像头拍摄变电所内断路器的分合指示灯，并在断路器的分合指示灯监视图像中设定一个矩形的分合识别区域，使分合指示灯在分合识别区域中的像素面积占比大于80％；
2)从分合指示灯监视图像的分合识别区域中，采集分合指示灯显示分状态时的图像及分合指示灯显示合状态时的图像，将该两个图像定义为基准图像；
其中，分合指示灯显示分状态时的图像为基准图像1，分合指示灯显示合状态时的图像为基准图像2；
3)对两个基准图像实施灰度处理，得到两个基准图像灰度图；
图像的灰度处理公式为：Fti＝ri
其中，Fti为图像中的第i个像素点的灰度值，ri为图像中的第i个像素点的红色色值，1≤i≤m,m为图像中的像素点总数；
4)令0≤j≤5，为基准图像1的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF1(j)，为基准图像2的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF2(j)，并将灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)中的各个元素的初始值置0；
对基准图像1的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF1(j)的值增加1；
对基准图像2的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF2(j)的值增加1；
其中的int()为取整函数；
5)利用灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)对分合识别区域中的实时图像进行识别，识别方法为：
5.1)采集分合指示灯监视图像中的分合识别区域的实时图像T，并采用步骤3)的灰度处理公式对所采集的实时图像T实施灰度处理后得到实时图像灰度图；
5.2)为实时图像灰度图设定一个灰度识别数组SFT(j)，并将灰度识别数组SFT(j)中的各个元素的初始值置0；
对实时图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SFT(j)的值增加1；
5.3)计算实时图像T相对基准图像1的偏差值Dt1，及实时图像T相对基准图像2的偏差值Dt2，计算公式为：
Figure BDA0002650337370000031
Figure BDA0002650337370000032
其中的fabs()为取绝对值函数；
5.4)根据偏差值Dt1、Dt2识别断路器的分合指示灯状态；
条件1：Dt1＜Dt2，并且Dt1＜120％；
条件2：Dt1＞Dt2，并且Dt2＜120％；
如果Dt1、Dt2满足条件1，则判定断路器的分合指示灯状态为分；
如果Dt1、Dt2满足条件2，则判定断路器的分合指示灯状态为合；
如果Dt1、Dt2既不满足条件1，又不满足条件2，则判定为识别异常。
本发明提供的变电所断路器指示灯分合状态识别方法，采用两张基准图像作为参考样本，并采用灰度算法来计算实时图像与基准图像的偏差值，根据偏差值来识别断路器指示灯分合状态，无需大量样本训练即可实现断路器分合指示灯的分合状态识别，具有实现成本低，识别准确度高的特点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。
本发明实施例所提供的一种变电所断路器指示灯分合状态识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)利用摄像头拍摄变电所内断路器的分合指示灯，并在断路器的分合指示灯监视图像中设定一个矩形的分合识别区域，使分合指示灯在分合识别区域中的像素面积占比大于80％；
2)从分合指示灯监视图像的分合识别区域中，采集分合指示灯显示分状态时的图像及分合指示灯显示合状态时的图像，将该两个图像定义为基准图像；
其中，分合指示灯显示分状态时的图像为基准图像1，分合指示灯显示合状态时的图像为基准图像2；
3)对两个基准图像实施灰度处理，得到两个基准图像灰度图；
图像的灰度处理公式为：Fti＝ri
其中，Fti为图像中的第i个像素点的灰度值，ri为图像中的第i个像素点的红色色值，1≤i≤m,m为图像中的像素点总数；
4)令0≤j≤5，为基准图像1的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF1(j)，为基准图像2的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF2(j)，并将灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)中的各个元素的初始值置0；
对基准图像1的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF1(j)的值增加1；
对基准图像2的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF2(j)的值增加1；
其中的int()为取整函数；
5)利用灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)对分合识别区域中的实时图像进行识别，识别方法为：
5.1)采集分合指示灯监视图像中的分合识别区域的实时图像T，并采用步骤3)的灰度处理公式对所采集的实时图像T实施灰度处理后得到实时图像灰度图；
5.2)为实时图像灰度图设定一个灰度识别数组SFT(j)，并将灰度识别数组SFT(j)中的各个元素的初始值置0；
对实时图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SFT(j)的值增加1；
5.3)计算实时图像T相对基准图像1的偏差值Dt1，及实时图像T相对基准图像2的偏差值Dt2，计算公式为：
Figure BDA0002650337370000051
Figure BDA0002650337370000052
其中的fabs()为取绝对值函数；
5.4)根据偏差值Dt1、Dt2识别断路器的分合指示灯状态；
条件1：Dt1＜Dt2，并且Dt1＜120％；
条件2：Dt1＞Dt2，并且Dt2＜120％；
如果Dt1、Dt2满足条件1，则判定断路器的分合指示灯状态为分；
如果Dt1、Dt2满足条件2，则判定断路器的分合指示灯状态为合；
如果Dt1、Dt2既不满足条件1，又不满足条件2，则判定为识别异常，导致识别异常的因素有多种，比如分合指示灯或摄像头上有异物，此情况下需要人工检查导致识别异常的因素。

Claims (1)

1.一种变电所断路器指示灯分合状态识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)利用摄像头拍摄变电所内断路器的分合指示灯，并在断路器的分合指示灯监视图像中设定一个矩形的分合识别区域，使分合指示灯在分合识别区域中的像素面积占比大于80％；
2)从分合指示灯监视图像的分合识别区域中，采集分合指示灯显示分状态时的图像及分合指示灯显示合状态时的图像，将该两个图像定义为基准图像；
其中，分合指示灯显示分状态时的图像为基准图像1，分合指示灯显示合状态时的图像为基准图像2；
3)对两个基准图像实施灰度处理，得到两个基准图像灰度图；
图像的灰度处理公式为：Fti＝ri
其中，Fti为图像中的第i个像素点的灰度值，ri为图像中的第i个像素点的红色色值，1≤i≤m,m为图像中的像素点总数；
4)令0≤j≤5，为基准图像1的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF1(j)，为基准图像2的基准图像灰度图设定一个灰度识别数组SF2(j)，并将灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)中的各个元素的初始值置0；
对基准图像1的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF1(j)的值增加1；
对基准图像2的基准图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SF2(j)的值增加1；
其中的int()为取整函数；
5)利用灰度识别数组SF1(j)、SF2(j)对分合识别区域中的实时图像进行识别，识别方法为：
5.1)采集分合指示灯监视图像中的分合识别区域的实时图像T，并采用步骤3)的灰度处理公式对所采集的实时图像T实施灰度处理后得到实时图像灰度图；
5.2)为实时图像灰度图设定一个灰度识别数组SFT(j)，并将灰度识别数组SFT(j)中的各个元素的初始值置0；
对实时图像灰度图中的每个像素点，如果有j＝int(Fti/50)，则令SFT(j)的值增加1；
5.3)计算实时图像T相对基准图像1的偏差值Dt1，及实时图像T相对基准图像2的偏差值Dt2，计算公式为：
Figure FDA0002650337360000021
Figure FDA0002650337360000022
其中的fabs()为取绝对值函数；
5.4)根据偏差值Dt1、Dt2识别断路器的分合指示灯状态；
条件1：Dt1＜Dt2，并且Dt1＜120％；
条件2：Dt1＞Dt2，并且Dt2＜120％；
如果Dt1、Dt2满足条件1，则判定断路器的分合指示灯状态为分；
如果Dt1、Dt2满足条件2，则判定断路器的分合指示灯状态为合；
如果Dt1、Dt2既不满足条件1，又不满足条件2，则判定为识别异常。
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