一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，属于计算机视觉技术领域。包括以下步骤：在不同角度上对变电站继保室的控制柜面板进行拍摄，并将拍摄的图像输入系统，提取出的图像中包括指示灯或压板的区域，利用图像标注软件在预处理后的图像中人工标注压板或指示灯的位置坐标，将人工标注记录的数据称为先验知识；获取巡检时的控制柜面板状态的图像，得到待识别对象的图像，所述待识别对象的图像与用于标注先验知识的图像的尺寸比例相同；利用先验知识按顺序切割提取出待识别对象的图像中的压板或指示灯；判别提取后的待识别对象的状态；输出识别对象的状态序列。本发明专利技术能够准确识别变电站控制柜上压板、指示灯的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法
本专利技术属于计算机视觉
，尤其是一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法。
技术介绍
在巡检变电站继保室控制柜时，主要目的是检查控制柜面板上的压板和指示灯的状态，常见的做法是训练神经网络模型识别控制柜上压板和指示灯的状态：采集控制柜图像，人工标注好压板或指示灯的位置和状态，训练目标检测模型，再用模型寻找控制柜上的压板或指示灯、并同时识别其状态。然而，单单这样做，识别结果不具有可靠性。主要表现为，模型错找或者漏找控制柜上的识别对象，模型未能正确识别找到的对象的状态。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，能够准确识别变电站控制柜上压板、指示灯的状态。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，包括以下步骤：S1.在不同角度上对变电站继保室的控制柜面板进行拍摄，并将拍摄的图像输入系统，将图像进行校正预处理，提取出的图像中包括指示灯或压板的区域，利用图像标注软件在预处理后的图像中人工标注压板或指示灯的位置坐标，并以xml文件保存于系统中，将人工标注记录的数据称为先验知识，系统对先验知识中记录的压板或指示灯的位置坐标按照实际的先后顺序进行排序；S2.获取巡检时的控制柜面板状态的图像，将获取的图像校正预处理后，得到待识别对象的图像，所述待识别对象的图像与用于标注先验知识的图像的尺寸比例相同；S3.利用先验知识按顺序切割提取出待识别对象的图像中的压板或指示灯；S4.判别提取后的待识别对象的状态；S5.输出识别对象的状态序列。进一步的，所述步骤S1中的位置坐标为归一化坐标。进一步的，所述步骤S1中，所述排序方法包括以下步骤：输入：A1.先验知识中记录的某一控制柜柜面上压板或指示灯位置坐标boxes，其中boxes＝{box1,box2,…,boxn}，boxi表示先验知识中第i个对象的位置坐标[xmin,ymin,xmax,ymax]；A2.坐标位置在同一行的对象之间位置纵坐标方向最大距离；输出：按从上到下，从左到右顺序排序之后的boxes；A1.根据输入的所有识别对象的坐标位置和坐标位置在同一行的对象之间位置纵坐标方向的最大距离，将识别对象的坐标位置按行聚类，得到各个坐标位置的聚类标签，即各个坐标位置在第几行；B2.根据各个坐标位置的聚类标签将所有对象的坐标位置分组；B3.按纵坐标从上往下的顺序排序各个分组；B4.各个分组内按从左往右的顺序排序各个box。进一步的，所述步骤S1和S2中，其对图像进行校正预处理的方法包括以下步骤：C1.将图像进行梯形校正；C2.将图像中的无用信息去除，仅保留含有压板或指示灯的部分；C3.将图像中第一行、最后一行、第一列以及最后一列均至少找到一颗指示灯位置，就确定出一个矩形框，所述矩形框内包括面板上的所有指示灯。进一步的，所述步骤S4中，其判别方法的步骤包括：训练用于识别压板状态或指示灯状态的神经网络模型；将利用先验知识提取到的压板或指示灯图像输入模型，即可对压板或指示灯状态进行识别。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于先验知识，结合目标检测算法预处理控制柜图像到标准图像并标注先验知识，利用聚类算法对先验知识中记录的压板和指示灯位置坐标按柜面上的实际位置排序，最后再通过人工神经网络模型获取识别结果，从而能够实现目标检测程序无错漏的检测出控制柜柜面上的所有待识别目标。附图说明图1是本专利技术的工作流程图；图2是校正好的图像；图3是指示灯位置范围；图4是用于标注先验知识的图像示例；图5是标注先验知识的示意图；图6是XML文件片段的示意图；图7是先验知识排序示意图；图8是识别结果的示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，包括以下步骤：S1.在不同角度上对变电站继保室的控制柜面板进行拍摄，并将拍摄的图像输入系统，将图像进行校正预处理，提取出的图像中包括指示灯或压板的区域，利用图像标注软件在预处理后的图像中人工标注压板或指示灯的位置坐标，并以xml文件保存于系统中，将人工标注记录的数据称为先验知识，系统对先验知识中记录的压板或指示灯的位置坐标按照实际的先后顺序进行排序。先验知识中记录了指示灯或压板在变电站继保室控制柜面板图像中的归一化坐标。并且在不同角度拍摄到的图像均能使用同一套先验知识提取图像中的压板或指示灯图像。用于标注先验知识的图像应该和使用先验知识提取压板和指示灯的图像具有几乎相同的尺寸比例。将相机拍摄的图像经过图像校正程序进行预处理，获取标准图像，可以达成这一目的。利用图像标注软件在校正好的图像中标注压板或指示灯的位置(归一化坐标)，以xml文件保存。Xml文件片段如下图6所示，其中，xmin是压板或指示灯区域在图像中的左上角归一化横坐标，以此类推，ymin是压板或指示灯区域在图像中的左上角归一化纵坐标，xmax是压板或指示灯区域在图像中的右下角归一化横坐标，ymax是压板或指示灯区域在图像中的右下角归一化纵坐标。S2.获取巡检时的控制柜面板状态的图像，将获取的图像校正预处理后，得到待识别对象的图像，所述待识别对象的图像与用于标注先验知识的图像的尺寸比例相同。用于标注先验知识的图像和实际巡检控制柜面板状态时使用先验知识提取压板或指示灯的图像应具有几乎相同的尺寸比例。这依赖图像校正预处理程序，在图像校正预处理程序中，需要先将图像进行梯形校正，梯形校正后的图像与相机镜头中轴线垂直于控制柜面板平面拍摄的图像具有几乎相同的尺寸比例。如下图2所示(此柜面只有指示灯)。为了尽量减小误差，让用于标注先验知识的图像和实际巡检控制柜面板状态时使用先验知识提取压板或指示灯的图像的尺寸比例尽可能相同，需要更进一步缩小图像尺寸，其指的是图像所显示的区域范围。将图像中的无用信息去除，仅保留含有压板或指示灯的部分。如下图3所示，图中有3行指示灯，每行有10颗指示灯。使用能够检测图像中指示灯位置的目标检测算法能够找出图像中大多数指示灯的位置。变电站继保室的控制柜面板上压板和指示灯是按行和列整齐排列的，所以，只需要目标检测模型能够在第一行、最后一行、第一列以及最后一列均至少找到一颗指示灯位置，就可以确定出一个矩形框，这个矩形框刚好能够框选出面板上的所有指示灯。如下图3中的矩形框所示。确定好指示灯(或压板)范围后，就可以准确提取出图像中只有指示灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.在不同角度上对变电站继保室的控制柜面板进行拍摄，并将拍摄的图像输入系统，将图像进行校正预处理，提取出的图像中包括指示灯或压板的区域，利用图像标注软件在预处理后的图像中人工标注压板或指示灯的位置坐标，并以xml文件保存于系统中，将人工标注记录的数据称为先验知识，系统对先验知识中记录的压板或指示灯的位置坐标按照实际的先后顺序进行排序；/nS2.获取巡检时的控制柜面板状态的图像，将获取的图像校正预处理后，得到待识别对象的图像，所述待识别对象的图像与用于标注先验知识的图像的尺寸比例相同；/nS3.利用先验知识按顺序切割提取出待识别对象的图像中的压板或指示灯；/nS4.判别提取后的待识别对象的状态；/nS5.输出待识别对象的状态序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.在不同角度上对变电站继保室的控制柜面板进行拍摄，并将拍摄的图像输入系统，将图像进行校正预处理，提取出的图像中包括指示灯或压板的区域，利用图像标注软件在预处理后的图像中人工标注压板或指示灯的位置坐标，并以xml文件保存于系统中，将人工标注记录的数据称为先验知识，系统对先验知识中记录的压板或指示灯的位置坐标按照实际的先后顺序进行排序；
S2.获取巡检时的控制柜面板状态的图像，将获取的图像校正预处理后，得到待识别对象的图像，所述待识别对象的图像与用于标注先验知识的图像的尺寸比例相同；
S3.利用先验知识按顺序切割提取出待识别对象的图像中的压板或指示灯；
S4.判别提取后的待识别对象的状态；
S5.输出待识别对象的状态序列。


2.如权利要求1所述的用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，其特征在于，所述步骤S1中的位置坐标为归一化坐标。


3.如权利要求2所述的用于识别变电站控制柜上压板、指示灯状态的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述排序方法包括以下步骤：
输入：
A1.先验知识中记录的某一控制柜柜面上压板或指示灯位置坐标boxes，其中boxes＝{box1,box2,…,boxn}，boxi表示先验知识中第i个对象的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倍存，徐建立，梁昌豪，洪鹤隽，吴忠深，
申请(专利权)人：广西亚像科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45