基于图像识别的智能变电站状态监控系统

摘要

本发明公开了一种基于图像识别的智能变电站状态监控系统，其特征是通过摄像头对智能变电站内开关柜上的断路器指示灯以及压板、旋钮开关等的状态进行监控，采集监控器件所在区域的图像，再运用图像识别技术获得各指示灯、压板及开关的状态，通过61850协议将识别出来的相关状态上送至后台监控系统，实现智能变电站运行情况的自动化管理。

主权项

基于图像识别的智能变电站状态监控系统，其特征是设置：一图像采集单元，利用高频光源照亮智能变电站开关柜面板(1)，用摄像机对开关柜面板(1)进行图像采集，获取包括有断路器指示灯(2)、压板(3)和旋钮开关(3)的面板采集图像，根据已标定的器件区域位置得到器件区域图像，所述器件区域图像是指包括有一组指示灯，或一组压板，或一组开关的器件所在区域的图像；二图像识别单元，对所述图像采集单元通过网络发送过来的器件区域图像进行处理和识别；所述图像识别单元包括：几何校正模块、器件切割模块、光照评估模块、特征测量模块和状态判定模块；其中：所述几何校正模块，对输入的器件区域图像进行几何校正，通过空间变换和灰度插值算法，去除因摄像机成像平面与开关柜平面角度偏差而带来的图像畸变，从而获得标定的器件区域图像；所述器件切割模块，对所述标定的器件区域图像进行切割，获得每一单个器件的器件图像；针对因器件亮度与器件周边背景的亮度存在差异，而在器件区域图像灰度直方图中表现出的双峰样式，通过分水岭算法计算出灰度直方图中两峰之间的谷点，将所述谷点作为阈值对图像进行二值化，再对二值化后的图像做水平和垂直两个方向上的投影，根据投影信息，获取每个器件在水平和垂直方向上的坐标范围，从而将器件图像从器件区域图像中切割出来；所述光照评估模块，根据各个器件图像的亮度特征值，给出能够满足正确识别图像的亮度上限值和下限值，并以所述上限值和下限值作为阈值，在器件图像的亮度值处在阈值范围内时，判定为光照正常，反之给出光照异常的提示或告警；所述特征测量模块，针对断路器指示灯、压板和旋钮开关，分别选取灯图像平均亮度‑对比度联合特征、压板图像压钮区域饱和度‑重心联合特征，以及开关图像扳手区域平均亮度‑重心联合特征进行状态描述，获取现场器件图像特征向量；所述状态判定模块，基于预定义的标准状态所对应的标准器件图像特征向量，与所述现场器件图像特征向量进行距离计算，并将计算结果作为器件状态的判定依据。