CN112489070A - 一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置，该方法包括以下步骤：S1：摄像头获得压板图像，CPU进行预处理，得到预处理图像；S2：CPU对预处理图像进行特征识别，得到图像轮廓；S3：CPU对图像轮廓进行聚类分析，得到聚集最多的矩形组；S4：CPU对聚集最多的矩形组进行旋转角判别，完成对压板状态的判别，通过装置获取压板图像，运用特征识别、聚类分析和旋转角判别的方法对压板图像进行状态识别，自动获取保护屏柜内压板的投退状态，不需要通过人工巡检的方式进行核查。
Description
技术领域
本发明涉及继电保护领域，更具体地，涉及一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置。
背景技术
继电保护及自动装置压板正确投退关系到其相应功能的实现，如发生漏投退或误投退压板，在电力***发生短路故障时继电保护及自动装置将无法正确动作，可能会导致大面积停电、***解列等电网事故，带来重大经济损失和不良的社会影响。目前现有的变电站智能化程度低，监控***不能自动获取保护屏柜内压板的投退状态，需要通过人工巡检的方式进行核查，随着电网规模的不断扩大，保护压板排布密集、数量多，运维人员在巡检过程中缺乏有效技术手段，人工核对费时费力，准确性无法保证，运维人员需要对保护压板进行反复核查，人力成本较高；对于智能化程度高的变电站，使用智能巡检机器人对继电保护及自动装置压板进行巡检，只实现了压板状态图片识别，但其投退的结果不能与压板方式表进行对比，而且对于被保护柜门遮挡的压板或柜门玻璃过度反光的情况，巡检机器人无法识别柜内的压板状态。
现有的技术中，中国发明专利CN109870143A公开了“变电站保护压板状态的图形扫描识别方法”，公开日为2019年06月11日，包括步骤a，获取单个屏柜内的所有压板的整体彩色照片；步骤b，将整体彩色照片转换成灰度图片；步骤c，根据点阵识别算法，识别出各压板的“分”、“合”状态；该发明中，其方法主要运用了点阵识别算法来识别灰度图像的技术，，只实现了压板状态图片识别，但其投退的结果不能与压板方式表进行对比。
发明内容
本发明为解决的现在的智能巡检只能实现压板状态图片识别，但其投退的结果不能与压板方式表进行对比的技术缺陷，提供了一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种用于压板标识牌的状态识别方法，包括以下步骤：
S1：摄像头获得压板图像，CPU进行预处理，得到预处理图像；
S2：CPU对预处理图像进行特征识别，得到图像轮廓；
S3：CPU对图像轮廓进行聚类分析，得到聚集最多的矩形组；
S4：CPU对聚集最多的矩形组进行旋转角判别，完成对压板状态的判别。
上述方案中，通过装置获取压板图像，运用特征识别、聚类分析和旋转角判别的方法对压板图像进行状态识别，自动获取保护屏柜内压板的投退状态，不需要通过人工巡检的方式进行核查。
在步骤S1中，运用了双边滤波的方法进行预处理，进行降噪的同时，得到保持了图像边缘的预处理图像。
在步骤S2中，特征识别的方法依次进行边缘检测、直线检测和矩形识别，得到图像轮廓。
直线检测采用改进的Hough变换方法，对压板图像进行双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线、合并近似直线；
双阈值检测直线运用了两个判断标准评定检测的直线是否正确，首先采用基本的Hough变换检测到直线，然后设定阈值N_P和阈值D_P,当共线点的数量大于阈值N_P时，则认为是直线，对共线点的坐标进行排序，找到共线点的最大值(x_m,y_m)和最小值(x_n,y_n)视为该直线的端点，求出该直线的长度进行判断，只有当检测出的共线点的端点距离大于阈值D_P才被认为是有效直线，运用了双阀值检测直线过滤掉图像中短直线；
最小二乘法拟合直线是对双阈值检测直线得到的有效共线点进行最小二乘法拟合，得到直线的斜率和截距；
合并近似直线是对所述双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线检测到的直线集做进一步的处理，首先对直线集进行除一操作，即只保留有相同或者近似斜率的直线，然后再对保留的直线集进行两两对比距离，将两条距离相近的直线，合并为一条直线，经过以上三步得到每个压板轮廓的直线段数据，描绘继电保护压板图像轮廓。
在步骤S3中，聚类分析是利用矩形识别方法将识别出的矩形，根据矩形中心点位置及大小，分析矩形的在图像轮廓上的排列关系；如果聚类分析认为图像轮廓中的主要物体就是压板，则分析结果能够指出聚集最多的矩形组就是压板区域，从而可以过滤掉其他区域。
在步骤S4中，旋转角判别是通过压板所在垂直列的矩形中心点拟合直线，利用该直线可以修正由于纵向拍摄角度倾斜对图像中压板旋转角计算的误差，通过该直线的修正，可以得出的每个压板矩形相对其垂直方向的旋转角，从而完成压板状态的判别。
一种用于压板标识牌的状态识别装置，包括壳体和嵌入机构和摄像头；所述嵌入机构设置在所述壳体内部，与穿过所述壳体的摄像头电性连接，用于识别压板标识牌的状态。
所述壳体包括前壳体、触摸显示屏、后壳体、固定组件和手柄；所述触摸显示屏嵌入所述前壳体内，所述前壳体通过所述固定组件与所述后壳体固定连接，所述手柄固定连接在所述前壳体下部，所述摄像头穿过所述后壳体与所述嵌入机构电性连接。
所述嵌入机构包括嵌入式单元和电池组，所述触摸显示屏与嵌入式单元通过LVDS接口连接，所述摄像头与嵌入式单元电性连接，所述电池组与所述嵌入式单元电性连接，为所述嵌入式单元提供电能。
上述方案中，触摸显示屏与嵌入式单元通过LVDS接口连接，触摸显示屏位于嵌入式单元正前方。所述触摸显示屏为5寸高清高亮高分辨率电容触摸屏，可实现多点触控，触摸显示屏的底板左右两边各设有两个凹槽。
电池组与嵌入式单元连接，电池组位于嵌入式单元正后方，电池组主要由聚合物锂电池和电压转换电路构成，电池组具有可充电、输入过压保护、输出过压过流保护和过温保护等功能，为嵌入式单元提供一个稳定、可靠的工作电源，电池组的底板左右两边各设有两个凹槽。
摄像头具有光学防抖、可变焦和自动对焦等功能，支持WIFI通讯和NFC连接功能。摄像头底部配备有一对卡臂，卡臂可以任意展开或收起，卡臂具有拉伸和自动回弹的功能。
前壳体为阻燃ABS塑料外壳，前壳***于触摸显示屏前方，前壳体成轴对称设计，前壳体正面有长方形开口，开口尺寸贴合电容触摸屏；前壳体正上方壳体设有凸台，当装置前壳体正面盖于桌面时，前壳体凸台与桌面形成一个斜面，使得触摸显示屏不与桌面接触，起到保护触摸显示屏的作用；前壳体边缘为凹缘结构，前壳体左右两边各设有2个装配凸块，装配凸块位于前壳体壁内，装配凸块均设有装配孔；前壳体底部设有安装手柄的固定螺丝孔。
前壳体底部设有一个以太网口，一个TF卡口，一个USB接口。
后壳体为阻燃ABS塑料外壳，后壳***于电池组后方，后壳体成轴对称设计，后壳体正上方壳体设有凸台与前壳体的凸台成对称设计，后壳体边缘为凸缘结构，后壳体左右两边均设有上下两个装配孔。
后壳体设有两个卡臂凹槽，卡臂凹槽长宽与高清镜头相机卡臂长宽贴合，卡臂凹槽平面与摄像头卡臂内部面完全贴合，利用摄像头卡臂具有拉伸和自动回弹的功能，可将卡臂拉伸后卡入后壳体的凹槽处或从后壳体处把摄像头拆卸下来，方便地实现了所述的装置与摄像头的安装和拆卸。
后壳体左边设有一个充电口，此接口为电池组聚合物锂电池的充电接口，接口类型为TYPE-C接口，可实现快速充电功能。
当拍摄物***于高处时，可将摄像头从后壳体处拆下，将摄像头的安装于伸缩拍摄杆上，所述的装置通过WIFI通讯，遥控摄像头对拍摄物体进行拍摄。
前壳体和后壳体组合在一起时，前壳体边凹缘与后壳体边凸缘紧密贴合，前壳体的装配凸块与后壳体的内壁紧密贴合，前壳体的上方装配孔和后壳体的上方装配孔，圆心在通一个水平面上；前壳体的下方装配孔和后壳体的下方装配孔，圆心在通一个水平面上。
前壳体和后壳体组合在一起后，前壳体和后壳体左右两边具有多个凸槽设计，使得巡检人员用手抓住所述的装置时容易抓牢，起到防滑作用。
固定组件由固定板、十字平头螺丝和吊环螺丝组成，固定板位于触摸显示屏和电池组中间，固定板上下各焊接有一颗螺柱，固定板左右两边上下共设有四个凸槽，固定板左右两边凸槽与触摸显示屏和电池组的凹槽紧密卡紧后，触摸显示屏、嵌入式单元和电池组两两之间用铜柱和螺丝牢固组合在一起，使得触摸显示屏、嵌入式单元、电池组和固定板形成一个整体结构。
触摸显示屏、嵌入式单元、电池组和固定板形成一个整体结构与前壳体和后壳体组合在一起时，固定板的螺柱位置对应所述装置壳体的装配孔，使用吊环螺丝和十字平头螺丝穿过前壳体的装配孔和后壳体的装配孔，使得所述装置壳体与固定板的螺柱固定在一起后，完成了所述装置的组装。
吊环螺丝由吊耳螺丝和金属弹簧扣组合，金属弹簧扣套在吊耳螺丝的吊耳上，金属弹簧扣可任意打开或闭合，非常方便肩带的加装和拆卸，肩带捆绑在吊环螺丝时，装置使用屏幕取景时，将肩带向前绷直举起，肩带能起到一定辅助稳固作用，同时可防止装置掉落。
装置使用肩带时，因触摸显示屏、嵌入式单元、电池组、固定板、前壳体和后壳体紧密结合在一起，肩带对装置的拉力，作用于整个装置，而非单独作用于壳体，从而使得装置能承受很大拉力的同时而不会损害到壳体。
手柄安装在前壳体的固定螺丝孔，可实现单手手持的方式。
装置可通过4G无线通讯、5G无线通讯、USB接口、以太网口模块可将所述装置拍摄的压板图像、压板巡检报告、压板数据库、巡检记录信息等传输到主站服务器中，巡检人员也可从主站服务器下载压板方式表等信息，实现信息收发和交互的作用。
巡检人员使用所述装置巡检当前的继电保护及自动装置压板，所述装置可以将压板核对结果自动建立压板状态数据库，和历史压板数据及压板方式表进行对比，并自动生成巡检报告。如果发现有压板比对结果不正确，装置会发出异常告警。
装置除了用于继电保护及自动装置压板状态的识别，还可以用于其他变电设备的图像识别，例如变电设备避雷器复合绝缘子复合绝缘外套开裂缺陷的识别；变电设备SF6充气设备气体压力下降缺陷的识别。
所述嵌入式单元包括CPU、时钟模块、复位模块和存储模块；所述时钟模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述复位模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述CPU输出端与所述存储模块输入端电性连接，所述触摸显示屏与所述CPU双向电性连接，所述摄像头与所述CPU双向电性连接，所述电池组输出端与所述CPU输入端电性连接。
时钟模块与CPU连接，为CPU提供实时时钟。所述CPU使用的是TI Sitara系列的AM572x处理器，拥有双核Cortex-A15微处理器子***，主频高达1.5GHz,2个C66 VLIW浮点DSP内核。
复位模块与CPU连接，能对CPU进行复位，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作；复位模块监视电池组正常时电源电压，若电池有异常则会进行强制复位，令装置各模块供电电压处于正常状态。
存储模块与CPU连接，存储模块为DDR3内存条和EMMC存储器组成，为CPU提供数据的运算和存储，EMMC接口速度高达每秒52MB，EMMC具有体积小、容量大、快速、可升级的性能。
电池组与CPU电连接，电池组主要由聚合物锂电池和电压转换电路构成，电压转换电路采用升降压充电管理IC来控制聚合物锂电池的充放电，同时具有输入过压保护、输出过压过流保护等功能，聚合物锂电池输出的电源电压经过电压转换电路转为稳定的3.3V工作电压，为装置各个功能模块提供一个稳定、可靠的工作电源，聚合物锂电池重量轻、容量大，使得所述装置整体重量轻，装置工作续航能力强，聚合物锂电池上贴有NTC温度探头，探头埋于硅胶内导热更准，用于异常过热时断开电池组的电源输出，起到过热保护作用。
触摸显示屏与CPU双向连接，用户通过触控显示进行功能的选择和属性信息编辑，分析数据信息阅览等。
摄像头和CPU双向连接，摄像头采用高清光学摄像头作为摄像头的核心部件，为缺陷识别提供清晰的图像，具有防抖动、自动对焦等功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置，通过装置获取压板图像，运用特征识别、聚类分析和旋转角判别的方法对压板图像进行状态识别，自动获取保护屏柜内压板的投退状态，不需要通过人工巡检的方式进行核查。
附图说明
图1为本发明的方法流程图
图2为本发明的装置结构图；
图3为本发明的嵌入单元模块图；
附图标记说明：1、壳体；2、嵌入机构；3、摄像头；11、前壳体；12、触摸显示屏；13、后壳体；14、固定组件；15、手柄；21、嵌入单元；22、电池组。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示，一种用于压板标识牌的状态识别方法，包括以下步骤：
S1：摄像头获得压板图像，CPU进行预处理，得到预处理图像；
S2：CPU对预处理图像进行特征识别，得到图像轮廓；
S3：CPU对图像轮廓进行聚类分析，得到聚集最多的矩形组；
S4：CPU对聚集最多的矩形组进行旋转角判别，完成对压板状态的判别。
上述方案中，一种用于压板标识牌的状态识别方法和装置，通过装置获取压板图像，运用特征识别、聚类分析和旋转角判别的方法对压板图像进行状态识别，自动获取保护屏柜内压板的投退状态，不需要通过人工巡检的方式进行核查。
在步骤S1中，运用了双边滤波的方法进行预处理，进行降噪的同时，得到保持了图像边缘的预处理图像。
在步骤S2中，特征识别的方法依次进行边缘检测、直线检测和矩形识别，得到图像轮廓。
直线检测采用改进的Hough变换方法，对压板图像进行双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线、合并近似直线；
双阈值检测直线运用了两个判断标准评定检测的直线是否正确，首先采用基本的Hough变换检测到直线，然后设定阈值N_P和阈值D_P,当共线点的数量大于阈值N_P时，则认为是直线，对共线点的坐标进行排序，找到共线点的最大值(x_m,y_m)和最小值(x_n,y_n)视为该直线的端点，求出该直线的长度进行判断，只有当检测出的共线点的端点距离大于阈值D_P才被认为是有效直线，运用了双阀值检测直线过滤掉图像中短直线；
最小二乘法拟合直线是对双阈值检测直线得到的有效共线点进行最小二乘法拟合，得到直线的斜率和截距；
合并近似直线是对所述双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线检测到的直线集做进一步的处理，首先对直线集进行除一操作，即只保留有相同或者近似斜率的直线，然后再对保留的直线集进行两两对比距离，将两条距离相近的直线，合并为一条直线，经过以上三步得到每个压板轮廓的直线段数据，描绘继电保护压板图像轮廓。
在步骤S3中，聚类分析是利用矩形识别方法将识别出的矩形，根据矩形中心点位置及大小，分析矩形的在图像轮廓上的排列关系；如果聚类分析认为图像轮廓中的主要物体就是压板，则分析结果能够指出聚集最多的矩形组就是压板区域，从而可以过滤掉其他区域。
在步骤S4中，旋转角判别是通过压板所在垂直列的矩形中心点拟合直线，利用该直线可以修正由于纵向拍摄角度倾斜对图像中压板旋转角计算的误差，通过该直线的修正，可以得出的每个压板矩形相对其垂直方向的旋转角，从而完成压板状态的判别。
实施例2
如图2和图3所示，一种用于压板标识牌的状态识别装置，包括壳体1和嵌入机构2和摄像头3；所述嵌入机构2设置在所述壳体1内部，与穿过所述壳体1的摄像头3电性连接，用于识别压板标识牌的状态。
所述壳体1包括前壳体11、触摸显示屏12、后壳体13、固定组件14和手柄15；所述触摸显示屏12嵌入所述前壳体11内，所述前壳体11通过所述固定组件14与所述后壳体13固定连接，所述手柄15固定连接在所述前壳体11下部，所述摄像头3穿过所述后壳体13与所述嵌入机构2电性连接。
所述嵌入机构2包括嵌入式单元21和电池组22，所述触摸显示屏12与嵌入式单元21通过LVDS接口连接，所述摄像头3与嵌入式单元21电性连接，所述电池组22与所述嵌入式单元21电性连接，为所述嵌入式单元21提供电能。
上述方案中，触摸显示屏12与嵌入式单元21通过LVDS接口连接，触摸显示屏12位于嵌入式单元21正前方。所述触摸显示屏12为5寸高清高亮高分辨率电容触摸屏，可实现多点触控，触摸显示屏12的底板左右两边各设有两个凹槽。
电池组22与嵌入式单元21连接，电池组22位于嵌入式单元21正后方，电池组22主要由聚合物锂电池和电压转换电路构成，电池组22具有可充电、输入过压保护、输出过压过流保护和过温保护等功能，为嵌入式单元21提供一个稳定、可靠的工作电源，电池组22的底板左右两边各设有两个凹槽。
摄像头3具有光学防抖、可变焦和自动对焦等功能，支持WIFI通讯和NFC连接功能。摄像头底部配备有一对卡臂，卡臂可以任意展开或收起，卡臂具有拉伸和自动回弹的功能。
前壳体11为阻燃ABS塑料外壳，前壳体11位于触摸显示屏前方，前壳体11成轴对称设计，前壳体11正面有长方形开口，开口尺寸贴合电容触摸屏；前壳体11正上方壳体设有凸台，当装置前壳体11正面盖于桌面时，前壳体11凸台与桌面形成一个斜面，使得触摸显示屏12不与桌面接触，起到保护触摸显示屏12的作用；前壳体11边缘为凹缘结构，前壳体11左右两边各设有2个装配凸块，装配凸块位于前壳体11壁内，装配凸块均设有装配孔；前壳体11底部设有安装手柄15的固定螺丝孔。
前壳体11底部设有一个以太网口，一个TF卡口，一个USB接口。
后壳体13为阻燃ABS塑料外壳，后壳体13位于电池组后方，后壳体13成轴对称设计，后壳体13正上方壳体设有凸台与前壳体11的凸台成对称设计，后壳体11边缘为凸缘结构，后壳体13左右两边均设有上下两个装配孔。
后壳体13设有两个卡臂凹槽，卡臂凹槽长宽与摄像头3卡臂长宽贴合，卡臂凹槽平面与摄像头3卡臂内部面完全贴合，利用摄像头3卡臂具有拉伸和自动回弹的功能，可将卡臂拉伸后卡入后壳体的凹槽处或从后壳体处把摄像头3拆卸下来，方便地实现了所述的装置与摄像头3的安装和拆卸。
后壳体13左边设有一个充电口，此接口为电池组22聚合物锂电池的充电接口，接口类型为TYPE-C接口，可实现快速充电功能。
当拍摄物***于高处时，可将摄像头3从后壳体处拆下，将摄像头3的安装于伸缩拍摄杆上，所述的装置通过WIFI通讯，遥控摄像头3对拍摄物体进行拍摄。
前壳体11和后壳体13组合在一起时，前壳体11边凹缘与后壳体13边凸缘紧密贴合，前壳体11的装配凸块与后壳体13的内壁紧密贴合，前壳体11的上方装配孔和后壳体13的上方装配孔，圆心在通一个水平面上；前壳体11的下方装配孔和后壳体13的下方装配孔，圆心在通一个水平面上。
前壳体11和后壳体13组合在一起后，前壳体11和后壳体13左右两边具有多个凸槽设计，使得巡检人员用手抓住所述的装置时容易抓牢，起到防滑作用。
固定组件14由固定板、十字平头螺丝和吊环螺丝组成，固定板位于触摸显示屏和电池组中间，固定板上下各焊接有一颗螺柱，固定板左右两边上下共设有四个凸槽，固定板左右两边凸槽与触摸显示屏和电池组的凹槽紧密卡紧后，触摸显示屏、嵌入式单元和电池组两两之间用铜柱和螺丝牢固组合在一起，使得触摸显示屏12、嵌入式单元21、电池组22和固定板形成一个整体结构。
触摸显示屏12、嵌入式单元21、电池组22和固定板形成一个整体结构与前壳体11和后壳体13组合在一起时，固定板的螺柱位置对应所述装置壳体1的装配孔，使用吊环螺丝和十字平头螺丝穿过前壳体的装配孔和后壳体的装配孔，使得所述装置壳体1与固定板的螺柱固定在一起后，完成了所述装置的组装。
吊环螺丝由吊耳螺丝和金属弹簧扣组合，金属弹簧扣套在吊耳螺丝的吊耳上，金属弹簧扣可任意打开或闭合，非常方便肩带的加装和拆卸，肩带捆绑在吊环螺丝时，装置使用屏幕取景时，将肩带向前绷直举起，肩带能起到一定辅助稳固作用，同时可防止装置掉落。
装置使用肩带时，因触摸显示屏12、嵌入式单元21、电池组22、固定板、前壳体11和后壳体13紧密结合在一起，肩带对装置的拉力，作用于整个装置，而非单独作用于壳体1，从而使得装置能承受很大拉力的同时而不会损害到壳体1。
手柄15安装在前壳体的固定螺丝孔，可实现单手手持的方式。
装置可通过4G无线通讯、5G无线通讯、USB接口、以太网口模块可将所述装置拍摄的压板图像、压板巡检报告、压板数据库、巡检记录信息等传输到主站服务器中，巡检人员也可从主站服务器下载压板方式表等信息，实现信息收发和交互的作用。
巡检人员使用所述装置巡检当前的继电保护及自动装置压板，所述装置可以将压板核对结果自动建立压板状态数据库，和历史压板数据及压板方式表进行对比，并自动生成巡检报告。如果发现有压板比对结果不正确，装置会发出异常告警。
装置除了用于继电保护及自动装置压板状态的识别，还可以用于其他变电设备的图像识别，例如变电设备避雷器复合绝缘子复合绝缘外套开裂缺陷的识别；变电设备SF6充气设备气体压力下降缺陷的识别。
所述嵌入式单元包括CPU、时钟模块、复位模块和存储模块；所述时钟模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述复位模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述CPU输出端与所述存储模块输入端电性连接，所述触摸显示屏与所述CPU双向电性连接，所述摄像头与所述CPU双向电性连接，所述电池组输出端与所述CPU输入端电性连接。
时钟模块与CPU连接，为CPU提供实时时钟。所述CPU使用的是TI Sitara系列的AM572x处理器，拥有双核Cortex-A15微处理器子***，主频高达1.5GHz,2个C66 VLIW浮点DSP内核。
复位模块与CPU连接，能对CPU进行复位，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作；复位模块监视电池组正常时电源电压，若电池有异常则会进行强制复位，令装置各模块供电电压处于正常状态。
存储模块与CPU连接，存储模块为DDR3内存条和EMMC存储器组成，为CPU提供数据的运算和存储，EMMC接口速度高达每秒52MB，EMMC具有体积小、容量大、快速、可升级的性能。
电池组与CPU电连接，电池组主要由聚合物锂电池和电压转换电路构成，电压转换电路采用升降压充电管理IC来控制聚合物锂电池的充放电，同时具有输入过压保护、输出过压过流保护等功能，聚合物锂电池输出的电源电压经过电压转换电路转为稳定的3.3V工作电压，为装置各个功能模块提供一个稳定、可靠的工作电源，聚合物锂电池重量轻、容量大，使得所述装置整体重量轻，装置工作续航能力强，聚合物锂电池上贴有NTC温度探头，探头埋于硅胶内导热更准，用于异常过热时断开电池组的电源输出，起到过热保护作用。
触摸显示屏与CPU双向连接，用户通过触控显示进行功能的选择和属性信息编辑，分析数据信息阅览等。
摄像头和CPU双向连接，摄像头采用高清光学摄像头作为摄像头的核心部件，为缺陷识别提供清晰的图像，具有防抖动、自动对焦等功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：摄像头获得压板图像，CPU进行预处理，得到预处理图像；
S2：CPU对预处理图像进行特征识别，得到图像轮廓；
S3：CPU对图像轮廓进行聚类分析，得到聚集最多的矩形组；
S4：CPU对聚集最多的矩形组进行旋转角判别，完成对压板状态的判别。
2.根据权利要求1所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，在步骤S1中，运用了双边滤波的方法进行预处理，进行降噪的同时，得到保持了图像边缘的预处理图像。
3.根据权利要求2所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，在步骤S2中，特征识别的方法依次进行边缘检测、直线检测和矩形识别，得到图像轮廓。
4.根据权利要求3所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，直线检测采用改进的Hough变换方法，对压板图像进行双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线、合并近似直线；
双阈值检测直线运用了两个判断标准评定检测的直线是否正确，首先采用基本的Hough变换检测到直线，然后设定阈值N_P和阈值D_P,当共线点的数量大于阈值N_P时，则认为是直线，对共线点的坐标进行排序，找到共线点的最大值(x_m,y_m)和最小值(x_n,y_n)视为该直线的端点，求出该直线的长度进行判断，只有当检测出的共线点的端点距离大于阈值D_P才被认为是有效直线，运用了双阀值检测直线过滤掉图像中短直线；
最小二乘法拟合直线是对双阈值检测直线得到的有效共线点进行最小二乘法拟合，得到直线的斜率和截距；
合并近似直线是对所述双阀值检测直线、最小二乘法拟合直线检测到的直线集做进一步的处理，首先对直线集进行除一操作，即只保留有相同或者近似斜率的直线，然后再对保留的直线集进行两两对比距离，将两条距离相近的直线，合并为一条直线，经过以上三步得到每个压板轮廓的直线段数据，描绘继电保护压板图像轮廓。
5.根据权利要求4所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，在步骤S3中，聚类分析是利用矩形识别方法将识别出的矩形，根据矩形中心点位置及大小，分析矩形的在图像轮廓上的排列关系；如果聚类分析认为图像轮廓中的主要物体就是压板，则分析结果能够指出聚集最多的矩形组就是压板区域，从而可以过滤掉其他区域。
6.根据权利要求5所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，在步骤S4中，旋转角判别是通过压板所在垂直列的矩形中心点拟合直线，利用该直线可以修正由于纵向拍摄角度倾斜对图像中压板旋转角计算的误差，通过该直线的修正，可以得出的每个压板矩形相对其垂直方向的旋转角，从而完成压板状态的判别。
7.一种用于压板标识牌的状态识别装置，运用了权利要求6所述的一种用于压板标识牌的状态识别方法，其特征在于，包括壳体(1)和嵌入机构(2)和摄像头(3)；所述嵌入机构(2)设置在所述壳体(1)内部，与穿过所述壳体(1)的摄像头(3)电性连接，用于识别压板标识牌的状态。
8.根据权利要求7所述的一种用于压板标识牌的状态识别装置，其特征在于，所述壳体(1)包括前壳体(11)、触摸显示屏(12)、后壳体(13)、固定组件(14)和手柄(15)；所述触摸显示屏(12)嵌入所述前壳体(11)内，所述前壳体(11)通过所述固定组件(14)与所述后壳体(13)固定连接，所述手柄(15)固定连接在所述前壳体(11)下部，所述摄像头(3)穿过所述后壳体(13)与所述嵌入机构(2)电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于压板标识牌的状态识别装置，其特征在于，所述嵌入机构(2)包括嵌入式单元(21)和电池组(22)，所述触摸显示屏(12)与嵌入式单元(21)通过LVDS接口连接，所述摄像头(3)与嵌入式单元(21)电性连接，所述电池组(22)与所述嵌入式单元(21)电性连接，为所述嵌入式单元(21)提供电能。
10.根据权利要求9所述的一种用于压板标识牌的状态识别装置，其特征在于，所述嵌入式单元(21)包括CPU、时钟模块、复位模块和存储模块；所述时钟模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述复位模块输出端与所述CPU输入端电性连接，所述CPU输出端与所述存储模块输入端电性连接，所述触摸显示屏(12)与所述CPU双向电性连接，所述摄像头(3)与所述CPU双向电性连接，所述电池组(22)输出端与所述CPU输入端电性连接。
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