1.一种基于快速确定中线模型的对开式刀闸开合角度检测方法,其特征在于,包括:采集对开式刀闸的模板图像,对图像中刀闸进行定位获取其左绝缘子中心线、右绝缘子中心线、左刀闸臂的左中点和右刀闸臂的右中点,并根据其快速计算刀闸臂的中线;在同样的位置利用同样的设备采集同一对开式刀闸的目标图像,对目标图像进行边缘检测,获取边缘线集合;将根据模板图像计算的对开式刀闸的左中点和右中点对应到目标图像中,得到目标图像的刀闸臂的左中点和右中点,计算目标图像的刀闸臂的左中点和右中点到边缘线集合中的每条边缘线的距离,将不在阈值范围内的距离所对应的边缘线剔除,获取更新边缘线集合;利用中线将更新边缘线集合左右区分,分别获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合并进行对称配对,确定左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线;计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的夹角;
“对图像中刀闸进行定位获取其左绝缘子中心线、右绝缘子中心线、左刀闸臂的左中点和右刀闸臂的右中点”的具体方式为:在计算机上设置一个程序,利用该程序打开模板图像,根据模板图像对刀闸臂上下边界线进行描边,画出左绝缘子中心线和右绝缘子中心线;
若模板图像中刀闸为闭合状态,对整体刀闸臂的上下边界进行描边,获取上下边界线延长线分别与左绝缘子中心线延长线、右绝缘子中心线延长线的两个交点,左侧两个交点的中点是左中点,右侧两个交点的中点是右中点;若模板图像中刀闸为打开或虚合状态,根据实际左右刀闸臂的上下边界进行描边,获取左刀闸臂的上下边界线延长线和左绝缘子中心线延长线的两个交点,两个交点的中心点即为左中点,获取右刀闸臂的上下边界线延长线和右绝缘子中心线延长线的两个交点,两个交点的中点即为右中点;
“快速计算刀闸臂的中线”的方式为:在模板图像中,以其左顶点为坐标原点,向下和向右为正方向,连接左中点和右中点得到刀闸臂的中间线,中间线的中点为刀闸臂的中点;获取左中点和右中点的位置,若左中点和右中点的y坐标值具有偏移,选取y坐标值较小的点记作a,计算通过该点的绝缘子中心线与中间线的夹角r,计算通过该点的绝缘子中心线并与其成r角度的过刀闸臂的中点的线段b,在通过该点的绝缘子中心线上取一点c使其与该点的距离等于刀闸臂长度的一半,将刀闸臂的中点与点c连接的线段记做d,计算线段b的角度与线段d的角度的平均角度为刀闸臂的中线的角度,过刀闸臂的中点且角度为该平均角度的直线为刀闸臂的中线e;
快速计算刀闸臂的中线后,对中线进行校正,具体方式为:对采集的具有刀闸臂的侧截面的模板图像,根据深度学习模型获取侧截面的矩形区域,并对侧截面的矩形区域进行边缘检测,获取侧截面的所有边缘线,在所有的侧截面边缘线中获取与所述刀闸臂的中线角度差最小的边缘线,该边缘线的角度为刀闸臂的中线的角度,以该角度为基准并过刀闸臂的中点的直线为最终刀闸臂的中线;
“计算目标图像的刀闸臂的左中点和右中点到边缘线集合中的每条边缘线的距离,将不在阈值范围内的距离所对应的边缘线剔除,获取更新边缘线集合”的方式为:计算左中点到每条边缘线的距离,计算右中点到每条边缘线的距离;给定左距离阈值和右距离阈值,获取到左中点的距离在左距离阈值内的边缘线,获取到右中点的距离在右距离阈值内的边缘线,在左距离阈值和右距离阈值内的边缘线为更新边缘线集合;
利用中线将更新边缘线集合左右区分,分别获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合”的具体方式为:在目标图像上计算以中点为起点的垂直于中线且方向向右或方向向左的单位方向向量 ;遍历更新边缘线集合中的边缘线,对其中任一条边缘线的两个端点记作T1和T2,将T1与中点的向量记作 ,将T2与中点的向量记作 ,计算 和 ;对于方向向右的单位方向向量 ,若 ,则T1在中线右侧,否则在中线左侧,若 ,则T2在中线右侧,否则中线左侧;对于方向向左的单位方向向量 ,若 ,则T1在中线左侧,否则在中线右侧,若 ,则T2在中线左侧,否则中线右侧;若T1和T2均在中线左侧,则该边缘线为左刀闸臂边缘线,若T1和T2均在中线右侧,则该边缘线为右刀闸臂边缘线,若T1和T2分别在中线两侧,计算该边缘线以中线为分割线的左右线段长度,该边缘线为左右侧线段较长侧的边缘线;如此获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合;
“将左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合进行对称配对,确定最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线”的方式为:给定角度阈值,对于左刀闸臂边缘线集合中的任一条边缘线相对于水平位置的角度记为 ,代表不同的左刀闸臂边缘线,将任两个左刀闸臂边缘线的角度差值位于角度阈值内的划分为同组,将同组内的左刀闸臂边缘线按照从长到短排序;对于右刀闸臂边缘线集合中的任一条边缘线相对于水平位置的角度记为 ,代表不同的右刀闸臂边缘线,将任两个右刀闸臂边缘线的角度差值位于角度阈值内的划分为同组,将同组内的右刀闸臂边缘线按照从长到短排序;遍历左刀闸臂边缘线集合的所有同组和右刀闸臂边缘线集合的所有同组并进行一一配对,计算任两组的校正刀闸臂边缘线和配对分数,分数最高的组合对应的校正左刀闸臂边缘线和校正右刀闸臂边缘线即为最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线;
“遍历左刀闸臂边缘线集合的所有同组和右刀闸臂边缘线集合的所有同组并进行一一配对,计算任两组的校正刀闸臂边缘线和配对分数”的方式为:遍历左刀闸臂边缘线集合的所有同组和右刀闸臂边缘线集合的所有同组,计算每组的平均角度,左刀闸臂边缘线集合中的每组的平均角度结合左中点获取左刀闸臂边缘线集合的每组的校正左刀闸臂边缘线,校正左刀闸臂边缘线与中线的交点记作A点;右刀闸臂边缘线集合的每组的平均角度结合右中点获取右刀闸臂边缘线集合的每组的校正右刀闸臂边缘线,校正右刀闸臂边缘线与中线的交点记作B点,计算A点和B点之间的距离 ;刀闸臂左中点和右中点的距离为 ,若则剔除A点所在的同组和B点所在的同组;设定任两组配对分数的计算公式为 ,其中系数 表示左刀闸臂边缘线集合的任一个同组内边缘线长度的平方和; 表示右刀闸臂边缘线集合的任一个同组内边缘线长度的平方和;为可调节的灵敏度参数。
2.据权利要求1所述的基于快速确定中线模型的对开式刀闸开合角度检测方法,其特征在于,“对图像中刀闸进行定位获取其左绝缘子中心线、右绝缘子中心线、左刀闸臂的左中点和右刀闸臂的右中点”的另一种具体方式为:利用深度学习进行模型训练,获取标注刀闸臂和刀闸臂左右绝缘子的训练模型,根据训练模型对模板图像进行目标检测,获取模板图像中绝缘子的矩形区域和刀闸臂的矩形区域,左绝缘子的矩形区域的竖向平分线为左绝缘子中心线,右绝缘子的矩形区域的竖向平分线为右绝缘子中心线;若模板图像中刀闸为闭合或虚合状态,获取整体刀闸臂的矩形区域,左绝缘子中心线延长线和右绝缘子中心线延长线分别与整体刀闸臂的矩形区域的上下边界线延长线的两个交点的中点为左中点和右中点;若模板图像中刀闸为打开状态,分别获取左刀闸臂矩形区域和右刀闸臂矩形区域,左绝缘子中心线延长线与左刀闸臂的矩形区域的上下边界线延长线的两个交点的中点为左中点,右绝缘子中心线延长线与右刀闸臂的矩形区域的上下边界线延长线的两个交点的中点为右中点。