【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机视觉和图像处理，尤其涉及一种基于方向性组件的设备状态的判断方法。
技术介绍
1、随着人工智能技术的快速发展，各类智能化教育产品应运而生。以实验考为新方向的智能化产品，近年来备受大众的广泛关注。其中，包含的智能化算法有：目标检测算法，目标分割算法，以及目标跟踪算法等。
2、然而在图像处理技术中，使用最多的是目标检测算法，但它在目标定位方面存在先天的弊端，如：当实验设备摆放紧凑、旋转等状况时，会对实验设备的定位造成一定影响。因定位候选框并不跟随设备的旋转而旋转，始终保持着正立的矩形框形态，这将导致无法单独区分设备和自身组件的真实位置关系。甚至因设备旋转造成定位的目标候选框过大，而过大的目标框会框住本不属于自身的其他设备组件，进而影响设备组件的归属和设备状态的判断。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，提供一种基于方向性组件的设备状态的判断方法，通过确定实验设备间的位置摆放和设备组件的归属关系，能够根据确定的实验设备的归属组件准确地判断出实验设备的状态。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：该基于方向性组件的设备状态的判断方法，具体包括以下步骤：
3、s1：对实验设备和实验组件进行定位检测，分别获得设备目标候选框和组件目标候选框；
4、s2：根据实验组件目标候选框获取目标组件候选框的四点坐标，从而获取实验设备的暂时归属组件，再统计暂时归属组件的方向坐标，得到暂时归属组件的归属方向，再根据归属
5、s3：对方向性组件进行筛选，采用最短路径向量法确定保留的实验组件，再根据保留的实验组件的信息判断相应的实验设备的状态。
6、采用上述技术方案，首先，使用通用的目标检测定位算法得到全部实验设备和组件的定位坐标；其次，根据定位的坐标信息初步筛选出相关的组件，作为临时设备组件；接着，统计各个方向上组件的数量，并根据分配的自定义权重大小，计算不同方向的重要性排名；最后，结合设备组件的分布特性，利用最短路径向量法，选择最优路径，排除无关的方向组件，得到有价值的组件作为最终的实验设备归属组件，再根据确定的实验设备的归属组件的信息准确地判断出实验设备的状态。
7、优选地，所述步骤s1的具体步骤为：
8、s11：使用目标检测算法对实验设备和实验组件进行定位检测，先得到设备目标候选框集合；
9、s12：再遍历设备目标候选框集合中的每一台实验设备，获取实验设备包含组件的目标候选框集合。
10、优选地，所述步骤s11中的设备目标候选框为一矩形框，其坐标记为公式为：
11、
12、其中，表示第i个实验设备di的设备目标候选框的坐标，(x0,y0)为所述设备目标候选框的左上角点坐标，(x1,y1)为所述设备目标候选框的右上角点坐标；d表示实验中所涉及到全部实验设备的集合，n为实验设备的总数。
13、优选地，所述步骤s12中获取的实验设备包含组件目标候选框的集合记作：公式为：
14、
15、
16、其中，表示第i个实验设备di的目标组件候选框坐标集合。
17、优选地，所述步骤s2的具体为：将组件目标候选框拆分为点、线、面三种类型，再遍历每个实验设备，获取与实验设备相关的目标组件的点坐标、线坐标、面坐标，统计设备目标候选框在四个方向上的组件坐标，结合组件候选框中点数量，根据组件候选框中点的方向性归属判断方法分析得到方向性组件；具体步骤为：
18、s21：将组件目标候选框拆分为点，根据组件目标候选框的点对实验组件进行筛选，筛选出落入设备目标候选框中的点，获得暂时归属组件；再计算落入设备目标候选框中的点设备候选框的点的距离，将最短的距离的点作为暂时归属组件的归属方向；
19、s22：将组件目标候选框拆分为线，根据组件目标候选框的线对实验组件进行筛选，筛选出落入设备目标候选框中的线，获得暂时归属组件；再计算落入设备目标候选框中的线设备候选框的线的距离，将最短的距离的边框线方向作为暂时归属组件的归属方向；
20、s23：将组件目标候选框作为面，根据组件目标候选框的线对实验组件进行筛选，筛选出落入设备目标候选框中的面，获得暂时归属组件；再采用iou操作获得面的组件归属方向；
21、s24：对点、线、面三种类型的方向关系进行数量统计，并由设备框内组件的点、线、面组合加权公式计算方向组件的重要性排名，从而获得方向性组件。
22、优选地，所述步骤s21的具体步骤为：
23、s211：将每个组件目标候选框的四个顶点从左上角点按顺时针方向旋转，拆分的四个顶点坐标；四个顶点的坐标为：
24、
25、其中，
26、s212：首先判断四个顶点是否落在设备目标候选框中，若其中任意一个顶点确定落在设备目标候选框中，则认为该组件暂时归属于该设备，即获得暂时归属组件；对应的权重记为wp；
27、s213：同时判断落入设备目标候选框中的顶点的位置方向，即计算该顶点与设备目标候选框的四个顶点间的距离，并将距离最短的作为暂时归属组件的归属方向。
28、优选地，所述步骤s22的具体步骤为：
29、s221：将每个组件目标候选框ci的四条线段从左上角点按顺时针方向旋转，拆分成四个方向向量，公式为：
30、
31、s222：首先判断四条线段是否落在设备目标候选框中，若组件目标候选框的其中两个相邻的顶点落在设备目标候选框中，则认为该组件暂时与设备目标候选框的某一边存在关联，即获得暂时归属组件；对应的权重记为：wl；
32、s223：同理采用组件候选框中顶点的方向性归属判断方法判断落入设备目标候选框中的线段的位置方向，即分别计算组件方向向量与设备目标候选框之间的平行距离，将距离最短的边框线方向作为组件的归属方向。如：上、下、左、右四个方向。
33、优选地，所述步骤s23的具体步骤为：
34、s231：将每个组件目标候选框ci独立作为一个面，若一个组件目标候选框的四个顶点坐标均在设备候选框内，即该面落入设备候选框中，则认为该组件暂时与设备目标候选框存在关联，即获得暂时归属组件；对应的权重记为：ws；
35、s232：同时判断落入设备目标候选框中的面的位置方向，即先将设备目标候选框沿横纵轴方向对半分成四个相同大小的子框，分别与组件候选框进行iou操作，将计算结果最大的子框方向作为组件的归属方向。如：左上、右上、左下、右下、上、下、左、右八个方向。
36、优选地，所述步骤s24中的为了便于作方向统计，左上、右上可归类为上，左下、右下可归类为下，最终方向组件的归类的结果表示如下式所示：
37、scx＝{ci,…,cj}；(0＜i＜j＜n,x∈{up,down,left,right}) (6)；
【技术保护点】
1.一种基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S11中的设备目标候选框为一矩形框，其坐标记为公式为：
4.根据权利要求3所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S12中获取的实验设备包含组件目标候选框的集合记作：公式为：
5.根据权利要求4所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S2的具体为：将组件目标候选框拆分为点、线、面三种类型，再遍历每个实验设备，获取与实验设备相关的目标组件的点坐标、线坐标、面坐标，统计设备目标候选框在四个方向上的组件坐标，结合组件候选框中点数量，根据组件候选框中点的方向性归属判断方法分析得到方向性组件；具体步骤为：
6.根据权利要求5所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S21的具体步骤为：
7.根据权利要求6
8.根据权利要求7所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S23的具体步骤为：
9.根据权利要求8所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S24中的最终方向组件的归类的结果表示如下式所示：
10.根据权利要求8所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤s1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤s11中的设备目标候选框为一矩形框，其坐标记为公式为：
4.根据权利要求3所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤s12中获取的实验设备包含组件目标候选框的集合记作：公式为：
5.根据权利要求4所述的基于方向性组件的设备状态的判断方法，其特征在于，所述步骤s2的具体为：将组件目标候选框拆分为点、线、面三种类型，再遍历每个实验设备，获取与实验设备相关的目标组件的点坐标、线坐标、面坐标，统计设备目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：田博帆，
申请(专利权)人：南京红松信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。