基于变电站巡检机器人的断路器状态模板匹配识别方法

摘要

本发明公开了一种基于变电站巡检机器人的断路器状态模板匹配识别方法。它利用变电站巡检机器人自动采集断路器的图像，并利用模板匹配方法对其状态进行识别，其具体步骤如下：首先使用模板匹配的方法，分别提取“分”、“合”字符所在区域为模板，对后续拍摄的图像进行匹配。接着对分、合模板及匹配窗口分别使用最大类间方差(OTSU法)进行图像分割，得到包含目标和背景的二值图像；然后，基于模板与匹配窗口的目标的差异度，综合判断设备最终的状态。通过实验表明，该算法处理速度快，可靠性高，对于给出的分合结论，没有误判，能够满足现场巡视实时性，高可靠度要求。

主权项

一种基于变电站巡检机器人的断路器状态模板匹配识别方法，它利用变电站巡检机器人自动采集断路器的图像，并利用模板匹配方法对其状态进行识别，其具体步骤如下：1)建立断路器的分离、合闸状态下的分、合模板；2)利用成像设备获取待检测图像；3)分别计算待检测图像与分、合模板的最佳匹配窗口；4)对分、合模板及匹配窗口分别使用自适应的二值化方法进行图像分割，得到包含目标和背景的二值图像；5)统计目标差异度D(x，y)； D ( x , y ) = 1 w · h Σ x ′ y ′ ( BT ( x ′ , y ′ ) ⊕ BI ( x + x ′ , y + y ′ ) ) 其中，BT，BI分别为模板图像和匹配窗口图像二值化后的图像，BT(x′，y′)、BI(x+x′，y+y′)取值均为0或1，x′、y′为模板图像的像素坐标，有0≤x′＜w，0≤y′＜h，w，h分别为模板图像的宽度和高度，x，y为匹配窗口在待识别图像中的位置；通过对两幅二值图像取异或，即BT(x′，y′)与BI(x+x′，y+y′)相等时，异或结果为0，两者不等时，异或结果为1，对异或结果进行累加，统计信息不一致的像素点个数占据模板面积的比例值；6)根据计算的两模板与各自匹配窗口的目标差异度，判断：如果两个模板的差异度D均大于阈值，认为图像中没有目标或目标太模糊无法识别；若否，判断合闸的匹配度是否大于分闸的匹配度；若否，则转入步骤7)；若是，则判断合闸与分闸的差异度大小，如果合闸的差异度小于分闸的差异度，则判断为合闸装态；如果合闸的差异度大于分闸的差异度，则判断为分闸状态；7)如果合闸的差异度大于分闸的差异度，则判断为分闸状态；如果小于，则判断为合闸状态。