一种垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置及合闸状态判断方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115100569A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210780835.8G06V10/25(2022.01)(22)申请日2022.07.04G06N3/08(2006.01)G06N3/04(2006.01)(71)申请人广东电网有限责任公司广州供电局G01B11/00(2006.01)地址510000广东省广州市天河区天河南G01B11/26(2006.01)二路2号(72)发明人吴任博肖健谢绍宇曹仁威李东旭顾大德胡劲松汤洋彭依明张扬(74)专利代理机构广州高炬知识产权代理有限公司44376专利代理师刘志敏(51)Int.Cl.G06V20/40(2022.01)G06V10/82(2022.01)G06V10/764(2022.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置及合闸状态判断方法(57)摘要本发明公开了一种垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置及合闸状态判断方法方法，用于识别变电站的垂直伸缩式刀闸是否准确合闸到位。该装置包括：摄像头、垂直伸缩式刀闸识别前端装置、垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置、数据及控制总线。本发明采用云边融合的架构，利用MaskR‑CNN网络进行目标识别，再使用HED方法进行边缘提取，并在此基础上提出了一个检测合闸不到位的方法，从而实现了垂直伸缩式刀闸状态的精确识别，解决垂直伸缩式刀闸在变电站中长期的使用过程中发生的结构异常、造成合闸不到位而引起的发热乃至爆炸等严重事故的问题，并可以替代人工巡检，节约了人力，提高了安全性。CN115100569ACN115100569A权利要求书1/2页1.一种垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置，其特征在于，其包括：摄像头、垂直伸缩式刀闸识别前端装置、垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置、数据及控制总线；所述摄像头用于拍摄垂直伸缩式刀闸的图像，图像通过数据及控制总线输出到垂直伸缩式刀闸识别前端装置，所述摄像头的拍摄动作由垂直伸缩式刀闸识别前端装置发出的控制信号控制；所述垂直伸缩式刀闸识别前端装置对垂直伸缩式刀闸图像进行识别及伸缩臂的合闸夹角检测，判断合闸是否到位，并将合闸是否到位的信号发给垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置，同时也将垂直伸缩式刀闸的图像转发给垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置，垂直伸缩式刀闸识别前端装置的识别参数由垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置提供并刷新；所述垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置根据收到的垂直伸缩式刀闸的图像进行深度学习训练，学习训练好的参数发给垂直伸缩式刀闸识别前端装置，同时将合闸是否到位的信号转发调度中心，多个垂直伸缩式刀闸识别前端装置能够共用一台垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置；所述数据及控制总线用于在摄像头、垂直伸缩式刀闸识别前端装置和垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置之间传递数据和控制信号。2.根据权利要求1所述的垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置，其特征在于，所述摄像头的布置如下：3个摄像头的基座并列成一直线安装，分别拍摄一座三相垂直伸缩式刀闸的每一相垂直伸缩式刀闸，每个摄像头的中心分别对准一把垂直伸缩式刀闸的两个伸缩臂的连接轴，所述垂直伸缩式刀闸都指单相垂直伸缩式刀闸，一座三相垂直伸缩式刀闸包含三把联动的单相垂直伸缩式刀闸。3.一种采用权利要求1或2所述的垂直伸缩式刀闸状态精确识别装置的合闸状态判断方法，其特征在于，包括如下步骤：垂直伸缩式刀闸图像获取及预处理：从摄像头获取包含垂直伸缩式刀闸的图像，并进行图像预处理；垂直伸缩式刀闸目标识别：在一副含有背景信息的图像中找到所需要的垂直伸缩式刀闸，滤除背景，将垂直伸缩式刀闸从拍摄的图片中提取出来，用一个最小的矩形框选定了所需要进行检测的垂直伸缩式刀闸；边缘提取：在所述矩形框选定的范围之内将垂直伸缩式刀闸的两个垂直伸缩臂的轮廓线提取出来，以便采用几何方法对合闸的状态进行准确的检测；合闸夹角检测：计算垂直伸缩式刀闸的垂直伸缩臂的轮廓线和重垂线的夹角，如果所述夹角超出给定的阈值，则发出合闸不到位信号，否则发出合闸成功信号，三相垂直伸缩式刀闸的任意一把垂直伸缩式刀闸合闸不到位，则整个三相垂直伸缩式刀闸都归为合闸不到位。4.根据权利要求3所述的合闸状态判断方法，其特征在于，所述垂直伸缩式刀闸图像获取及预处理，包括如下步骤：数据获取：发出拍摄指令，读取摄像头拍摄的垂直伸缩式刀闸图像；2CN115100569A权利要求书2/2页数据裁剪：不同的摄像头分辨率不同，为适应不同的摄像头，同时减少不必要的计算量，从摄像头获取照片后，统一裁剪为固定分辨率的图片；图像噪声去除：采用滤波算法对裁剪后的图片进行滤波，对整幅图像进行加权平均，每个像素点的值，都是由其本身和邻域内