一种用于智能基站的断路器关断检测方法与流程

1.本发明涉及一般的图像数据处理或产生技术领域，特别是涉及一种用于智能基站的断路器关断检测方法。


背景技术：

2.当远程控制智能基站的设备关断或打开时，设备对应的断路器执行分闸或合闸动作。但是，可能会出现断路器不能成功执行分闸或合闸动作的情况，或者出现断路器虽然执行了分闸或合闸动作，但是断路器执行分闸或合闸动作后动触头动作不到位的情况。如何检测断路器执行分闸或合闸的结果，是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于智能基站的断路器关断检测方法，用于检测断路器执行分闸或合闸的结果。
4.根据本发明，一种用于智能基站的断路器关断检测方法，包括以下步骤：s100，获取an，an为tn时采集的目标断路器图像；tn为从目标时间开始的第n个采集时间，所述目标时间为目标断路器开始执行分闸或合闸动作的时间；n≥1。
5.s200，根据an获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述目标闸体为下闸体；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述目标闸体为上闸体。
6.s300，如果θ
n,1
=θ
n-1,1
，则执行s400；θ
n-1,1
为根据a
n-1
获取的t
n-1
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度，a
n-1
为t
n-1
时采集的目标断路器图像，t
n-1
为从目标时间开始的第n-1个采集时间。
7.s400，使用三轴传感器获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,2
。
8.s500，若|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，则进入s600；ε1为预设的第一角度阈值。
9.s600，获取tn时目标断路器的第一角度θ’n
，θ’n
=αn×
θ
n,1
+(1-αn)
×
θ
n,2
，αn为预设的θ
n,1
的权重，0《αn《1。
10.s700，如果θ’n
≥ε2，则判定所述目标断路器出现指定故障，ε2为预设的第二角度阈值；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述指定故障为分闸故障；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述指定故障为合闸故障。
11.本发明至少具有以下有益效果：本发明从目标时间开始采集目标断路器图像，对于tn时采集的目标断路器图像an，本发明根据an获取了tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
，如果tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
与t
n-1
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1-1
相同，则判定目标断路器的动触头已经不再动作，在此基础上，本发明获取了使用三轴传感器获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,2
，如果|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，即θ
n,1
与θ
n,2
之
间的差异较小，则根据θ
n,1
、θ
n,2
和αn确定目标断路器的第一角度θ’n
，并根据θ’n
与ε2的相对大小关系判定目标断路器是否出现分闸故障或合闸故障。本发明根据图像和三轴传感器共同对目标断路器是否出现分合闸故障进行判断，且只有当根据图像检测的角度与根据三轴传感器检测的角度的差异较小时，才结合根据图像检测的角度和根据三轴传感器检测的角度来得到目标断路器的第一角度，并将该第一角度作为目标断路器真实的角度进行故障判断，有效地减少了获取图像过程中其他干扰因素或三轴传感器故障对判断目标断路器真实的角度的影响，提高了对目标断路器是否出现分闸或合闸故障判断的准确性，能够更准确地检测断路器执行分闸或合闸的结果。
12.而且，本发明在目标时间开始后的每个采集时间都对目标断路器的动触头是否不再动作进行了判定，相较于将目标时间开始后的预设时长作为目标断路器的动触头不再动作的方法，本发明可以及时获取动触头不再动作的时间和保证在动触头不再动作的情况下获取角度，有利于较早获取目标断路器的分合闸结果和提高获取的分合闸结果的准确性。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明实施例提供的一种用于智能基站的断路器关断检测方法的流程图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.根据本发明，提供一种用于智能基站的断路器关断检测方法，如图1所示，包括以下步骤：s100，获取an，an为tn时采集的目标断路器图像；tn为从目标时间开始的第n个采集时间，所述目标时间为目标断路器开始执行分闸或合闸动作的时间；n≥1。
17.本实施例中的目标断路器图像中显示有目标断路器的动触头、目标断路器的上闸体和目标闸体的下闸体。
18.具体的，目标时间的获取方法包括：s110，判断是否接收到目标断路器分闸或合闸指令。
19.s120，若接收到，则使用三轴传感器对目标断路器的动触头与目标断路器的第一闸体的角度γ进行检测；当接收到的是目标断路器分闸指令时，所述第一闸体为上闸体；当接收到的是目标断路器合闸指令时，所述第一闸体为下闸体。
20.本领域技术人员知悉，使用三轴传感器检测角度的过程为现有技术，此处不再赘述。
21.s130，将检测到γ≠0
°
的时间作为目标时间。
22.本实施例对目标断路器进行图像采集是从目标时间开始的，本实施例的目标时间是使用三轴传感器检测到目标断路器的动触头与目标断路器的第一闸体的角度不为0
°
的时间，利用三轴传感器开始检测的时间是接收到分合闸指令的时间；由此，本实施例无需一直对目标断路器进行采集，可以减少需要处理的目标断路器图像数量；又可以及时对目标断路器进行图像采集，便于后续较早得到对目标断路器分合闸执行的结果，以在断路器执行分合闸出现严重故障时能够及时报警，提高了安全性。
23.根据本发明，从目标时间开始以预设采集频率采集目标断路器图像，预设采集频率为经验值。应当理解的是，若目标断路器执行的是服务平台下发的分闸指令，那么目标断路器的动触头的初始位置为合闸位置，当目标断路器没有发生分合闸故障时，初始位置即合闸0
°
的位置，即目标断路器的动触头与上闸体的角度为0
°
；目标断路器执行分闸指令的过程中，目标断路器的动触头与上闸体的角度从0
°
变为180
°
，其中，目标断路器的动触头与上闸体的角度从0
°
变为90
°
的位置均为合闸位置，目标断路器的动触头与上闸体的角度为0
°
的位置记为合闸0
°
，目标断路器的动触头与上闸体的角度为45
°
的位置记为合闸45
°
，目标断路器的动触头与上闸体的角度为90
°
的位置记为合闸90
°
（或分闸90
°
）；目标断路器的动触头与上闸体的角度从90
°
变为180
°
的位置均为分闸位置，目标断路器的动触头与上闸体的角度为90
°
的位置记为分闸90
°
（或合闸90
°
），目标断路器的动触头与上闸体的角度为145
°
的位置记为分闸45
°
，目标断路器的动触头与上闸体的角度为180
°
的位置记为分闸0
°
。若目标断路器执行的是服务平台下发的合闸指令，那么目标断路器的动触头的初始位置为分闸位置，当目标断路器没有发生分合闸故障时，初始位置即分闸0
°
的位置，即目标断路器的动触头与上闸体的角度为180
°
；目标断路器执行分闸指令的过程中，目标断路器的动触头与上闸体的角度从180
°
变为0
°
，也即目标断路器的动触头与下闸体的角度从0
°
变为180
°
。
24.s200，根据an获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述目标闸体为下闸体；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述目标闸体为上闸体。
25.具体的，s200包括以下步骤：s210，获取an的灰度图像a’n
。
26.根据本发明，对an进行灰度处理即可获取an的灰度图像a’n
；本领域技术人员知悉，现有技术中任何的灰度处理方法均落入本发明的保护范围。
27.优选的，在获取an的灰度图像a’n
之后，对a’n
进行图像增强处理，将增强后的图像作为更新后的灰度图像a’n
。可选的，图像增强算法为基于gabor滤波增强算法和基于傅里叶滤波的低质量图像增强的方法。
28.s220，获取a
0n
，a
0n
为将a0与a’n
作差后得到的差值灰度图像；a0为所述目标断路器的动触头位于分闸90
°
的位置时采集的目标断路器图像的灰度图像。
29.根据本发明，所述目标断路器的动触头位于分闸90
°
的位置即目标断路器的动触头位于合闸90
°
的位置，当目标断路器的动触头位于该位置时动触头与上闸体和下闸体的角度均为90
°
。
30.根据本发明，将a0与a’n
作差后得到的差值灰度图像中不再包括背景像素点，而是只包括动触头的像素点 ；本领域技术人员知悉，对两帧图像作差的方法为现有技术，此处
不再赘述。
31.s230，获取a
0n
对应的目标断路器的动触头的轮廓图b
0n
。
32.具体的，b
0n
的获取过程包括：s231，对a
0n
进行二值化处理，得到a
0n
的二值化图像c
0n
。
33.本领域技术人员知悉，现有技术中任何的二值化处理方法均落入本发明的保护范围，此处不再赘述。
34.s232，对c
0n
进行轮廓提取，得到b
0n
。
35.s240，获取b，b为预设的目标断路器的动触头的轮廓图，b=(b1,b2,
…
,bm,
…
,bm)，bm为目标断路器的动触头在第m个预设位置时的轮廓图，m的取值范围为1到m，m为预设位置的数量。
36.具体的，b的获取方法包括：s241，设置第一变量k=1。
37.s242，获取预设的第一图像集合b’，b’的初始化为null。
38.s243，获取目标断路器的动触头在第k个预设位置的目标断路器图像dk；所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度为(k-1)
×
θ’，θ’为预设的角度步长。
39.根据本发明，θ’越小，b包括的轮廓图的数量越多，s600中得到的采集an时目标断路器的动触头的位置越准确。可选的，θ’为经验值，例如，θ’=1
°
。
40.s244，获取dk的灰度图像d’k
。
41.s245，获取d
0k
，d
0k
为将a0与d’k
作差后得到的差值灰度图像。
42.s246，获取d
0k
对应的目标断路器的动触头的轮廓图e
0k
。
43.s247，将e
0k
追加至b’。
44.s248，如果所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度小于180
°
，则k=k+1，重复s243-s247，直至所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度不小于180
°
。
45.s249，将b’作为b。
46.本实施例中第一预设位置为目标断路器的动触头与上闸体的角度为0
°
的位置，即合闸0
°
的位置；以第一预设位置为初始位置，每隔θ’采集一帧目标断路器图像，直至目标断路器的动触头与上闸体的角度为180
°
的位置，即分闸0
°
的位置；由此，b包括目标断路器的动触头在180
°
/θ’+1个预设位置时的轮廓图。本实施例均匀采集了目标断路器的动触头位于不同位置时的目标断路器图像，并获取了对应的目标断路器的动触头的轮廓图，由此得到的b中轮廓图分布较为均匀，覆盖范围比较广，以使s250中能够在b中找到与b
0n
匹配的bm。
47.s250，遍历b，如果bm与b
0n
匹配，则将bm对应的目标断路器的动触头的预设位置对应的动触头与目标断路器的目标闸体的角度作为θ
n,1
。
48.本领域技术人员知悉，现有技术中的任何的图像匹配算法均落入本发明的保护范围。作为现有技术的一种，使用二次匹配误差算法判断bm与b
0n
是否匹配，即第一次执行粗略匹配，取bm的隔行隔列数据，即四分之一的bm数据，在b
0n
上进行隔行隔列扫描匹配，如果相似度超过预设的相似度阈值，例如80%，则执行第二次精确匹配。
49.s300，如果θ
n,1
=θ
n-1,1
，则执行s400；θ
n-1,1
为根据a
n-1
获取的t
n-1
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度，a
n-1
为t
n-1
时采集的目标断路器图像，t
n-1
为从目标时间开始的第n-1个采集时间。
50.根据本发明，如果采集an时目标断路器的动触头的位置与采集a
n-1
时目标断路器的动触头的位置相同，则判定目标断路器的动触头在第n个采集时间不再动作；如果采集an时目标断路器的动触头的位置与采集a
n-1
时目标断路器的动触头的位置不相同，则判定目标断路器的动触头在第n-1个采集时间仍在动作，以及目标断路器的动触头在第n个采集时间也可能仍在动作；在这种情况下，继续对目标断路器进行图像采集，再次判断采集a
n+1
时目标断路器的动触头的位置与采集an时目标断路器的动触头的位置是否相同，若相同，则判定目标断路器的动触头在第n+1个采集时间不再动作；否则，继续对目标断路器进行图像采集并再次判断即可。
51.s400，使用三轴传感器获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,2
。
52.本领域技术人员知悉，现有技术中任何的使用三轴传感器获取角度的方法均落入本发明的保护范围。
53.s500，若|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，则进入s600；ε1为预设的第一角度阈值。
54.根据本发明，如果|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，表示θ
n,1
与θ
n,2
之间的差异较小，可选的，ε1为经验值，例如，ε1=1
°
。
55.s600，获取tn时目标断路器的第一角度θ’n
，θ’n
=αn×
θ
n,1
+(1-αn)
×
θ
n,2
，αn为预设的θ
n,1
的权重，0《αn《1。
56.可选的，αn为经验值，例如αn=0.5。
57.优选的，根据经训练的tcn模型获取αn，以得到更为准确的第一角度，进而提高对目标断路器是否存在分合闸故障判断的准确性。具体的，αn的获取过程包括以下步骤：s610，获取历史权重序列β’，β’=(β1,β2,
…
,βh,
…
,βh), βh为目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的图像权重，h的取值范围为1到h，h为目标断路器执行分闸和合闸操作的次数，βh满足以下条件：δh=βh×
δ
h,1
+(1-βh)
×
δ
h,2
，δh为目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的实际指定角度，δ
h,1
为根据图像得到的目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的指定角度，δ
h,2
为根据三轴传感器得到的目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的指定角度；当目标断路器第h次执行的操作为分闸操作时，所述指定角度为目标断路器的动触头与目标断路器的下闸体的角度；当目标断路器第h次执行的操作为合闸操作时，所述指定角度为目标断路器的动触头与目标断路器的上闸体的角度。
58.本实施例中历史权重序列β’是由按照时间先后顺序获取的目标断路器在历史时间段执行分闸或合闸操作对应的图像权重构成，其中历史时间段即执行本实施例的用于智能基站的断路器关断检测方法之前的时间段，目标断路器第h次执行的分闸或合闸操作即在执行本实施例的用于智能基站的断路器关断检测方法的时间之前最近一次执行的分闸或合闸操作。应当理解的是，目标断路器执行的第h+1次分闸或合闸操作即目标断路器从目标时间开始执行的分闸或合闸操作。
59.本实施例中δh为目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的实际指定角度，实际指定角度表征的是指定角度的标准值，是一个较为准确的值；可选的，通过多次使用精密
的角度测量仪器测量指定角度并求平均的方法获取实际指定角度。
60.s620，将所述历史权重序列输入至经训练的tcn模型进行推理，将推理结果中对应于目标断路器执行第h+1次分闸或合闸操作的图像权重作为αn；所述经训练的tcn模型用于预测目标断路器执行分闸或合闸操作对应的图像权重。
61.可选的，tcn模型的训练方法包括：获取多个样本断路器对应的权重序列，将多个样本断路器对应的权重序列作为tcn模型的训练样本进行训练。每一样本断路器对应的权重序列由按照时间先后顺序获取的该样本断路器在使用过程中执行分闸或合闸操作对应的图像权重构成，每一样本断路器在使用过程中也有图像采集设备对其进行图像采集，也基于采集的图像获取其对应的动触头与对应闸体的角度（方法与本实施例方法类似），且也有基于三轴传感器获取其对应的动触头与对应闸体的角度，对应的图像权重也满足类似于δh=βh×
δ
h,1
+(1-βh)
×
δ
h,2
的条件，即基于该图像权重对基于采集的图像获取的动触头与对应闸体的角度和基于三轴传感器获取的动触头与对应闸体的角度进行加权求和得到的是实际的角度。
62.根据本发明，经训练的tcn模型可以根据历史权重序列β’预测第h+1次分闸或合闸操作的图像权重，且使用该图像权重对根据图像得到的角度和根据三轴传感器得到的角度进行加权求和时，得到的角度（即第一角度θ’n
）更加接近实际角度，提高了对目标断路器是否存在分闸或合闸故障判断的准确性。
63.本领域技术人员知悉，现有技术中任何的tcn模型的具体训练过程均落入本发明的保护范围。
64.s700，如果θ’n
≥ε2，则判定所述目标断路器出现指定故障，ε2为预设的第二角度阈值；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述指定故障为分闸故障；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述指定故障为合闸故障。
65.根据本发明，如果θ’n
≥ε2，表示目标断路器的动触头的位置与分闸0
°
或合闸0
°
的位置存在较大的差异；可选的，ε2为经验值，例如，ε2=5
°
。可选的，在这种情况下，向服务平台发送报警信息。
66.根据本发明，如果θ’n
《ε2，则判定所述目标断路器没有出现指定故障。可选的，在这种情况下，无需向服务平台发送报警信息。
67.优选的，本实施例在θ’n
≥ε2的情况下，还根据θ’n
确定了对应的报警等级，具体过程包括以下步骤：s710，获取预设的角度区间e，e=(e1,e2,
…
,ei,
…
,eq)；ei为预设的第i个角度区间，i的取值范围为1到q，q为预设的角度区间的数量；任意两角度区间之间不存在重叠角度，且e包括的角度覆盖(0
°
,90
°
]中的每一角度。
68.s720，遍历e，如果θ’n
属于ei，则将ei对应的报警等级ci作为θ’n
对应的报警等级。
69.作为一种具体的实施方式，q=4，即e包括4个预设的角度区间，其中第一个角度区间e1为(0
°
,15
°
]，当θ’n
属于第一个角度区间e1时，e1对应的报警等级c1为四级；其中第二个角度区间e2为(15
°
,25
°
]，当θ’n
属于第二个角度区间e2时，e2对应的报警等级c2为三级；其中第三个角度区间e3为(25
°
,35
°
]，当θ’n
属于第三个角度区间e3时，e3对应的报警等级c3为二级；其中第四个角度区间e1为(35
°
,90
°
]，当θ’n
属于第四个角度区间e4时，e4对应的报警等级c4为一级。一级报警等级相较于二级报警等级而言对应的故障程度较严重，二级报警等
级相较于三级报警等级而言对应的故障程度较严重，三级报警等级相较于四级报警等级而言对应的故障程度较严重。
70.如果θ’n
对应的是一级报警等级时，立即向服务平台上报用于指示目标断路器的故障等级为一级的报警信息；如果θ’n
对应的是二级报警等级时，可间隔第一预设时长向服务平台上报用于指示目标断路器的故障等级为二级的报警信息；如果θ’n
对应的是三级报警等级时，可间隔第二预设时长向服务平台上报用于指示目标断路器的故障等级为三级的报警信息；如果θ’n
对应的是四级报警等级时，可间隔第三预设时长向服务平台上报用于指示目标断路器的故障等级为四级的报警信息。其中，第一预设时长小于第二预设时长，第二预设时长小于第三预设时长，由此，服务平台接收到的故障信息的时间是与故障等级相关的，服务平台接收到严重的故障等级对应的故障信息的间隔较短，便于服务平台及时对故障等级较为严重的断路器进行检修和合理安排对轻度故障等级的断路器的检修时间。
71.根据本发明，随着目标断路器的开合闸次数增多，由于机械磨损将导致目标断路器的分合闸角度慢慢变大。优选的，本实施例还根据θ’n
对目标断路器的使用寿命进行预测，以在目标断路器出现严重故障之前及时将目标断路器进行替换，避免出现由于目标断路器出现严重故障导致的智能基站不能正常工作的问题。
72.根据本发明，s500还包括：若|θ
n,1-θ
n,2
|》ε1，则进入s800。
73.s800，若|θ
n,1-θ
n-1
|》ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|≤ε3，则进入s810；ε3为预设的第三角度阈值，θ
n-1
为目标断路器最近一次执行相同操作对应的动触头与目标闸体的角度；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述相同操作为分闸操作；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述相同操作为合闸操作。
74.根据本发明，如果|θ
n,1-θ
n-1
|》ε3，表示θ
n,1
与θ
n-1
之间的差异较小；可选的，ε3为经验值，例如，ε1=0.5
°
。
75.s810，如果θ
n,2
≥ε2，则判定所述目标断路器出现分合闸故障。
76.根据本发明，如果θ
n,2
《ε2，则判定所述目标断路器未出现分合闸故障。
77.根据本发明，若|θ
n,1-θ
n-1
|》ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|≤ε3，表明根据an得到的θ
n,1
与最近一次相同操作对应的动触头与目标闸体的角度θ
n-1
的差异较大，而根据三轴传感器得到的θ
n,2
与最近一次相同操作对应的动触头与目标闸体的角度θ
n-1
的差异较小，此时判定采集an的过程中受到其他干扰因素（例如采集目标断路器的图像采集设备的位置发生变化）的影响，导致根据图像得到的动触头与目标闸体的角度不准确，在这种情况下，将根据三轴传感器得到的θ
n,2
作为目标断路器的动触头与目标闸体的实际角度，并基于该角度对目标断路器是否存在分闸或合闸故障进行判断，以提高对目标断路器是否存在分闸或合闸故障判断的准确性。
78.根据本发明，s800还包括：若|θ
n,1-θ
n-1
|≤ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|》ε3，则进入s820。
79.s820，如果θ
n,1
≥ε2，则判定所述目标断路器出现分合闸故障。
80.根据本发明，如果θ
n,1
《ε2，则判定所述目标断路器未出现分合闸故障。
81.根据本发明，若|θ
n,1-θ
n-1
|≤ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|》ε3，表明根据an得到的θ
n,1
与最近一次相同操作对应的动触头与目标闸体的角度θ
n-1
的差异较小，而根据三轴传感器得到的θ
n,2
与最近一次相同操作对应的动触头与目标闸体的角度θ
n-1
的差异较大，此时判定获取θ
n,2
的过程中三轴传感器可能出现故障，导致根据三轴传感器得到的动触头与目标闸体的角度不准
确，在这种情况下，将根据图像得到的θ
n,1
作为目标断路器的动触头与目标闸体的实际角度，并基于该角度对目标断路器是否存在分闸或合闸故障进行判断，以提高对目标断路器是否存在分闸或合闸故障判断的准确性。
82.本发明从目标时间开始采集目标断路器图像，对于tn时采集的目标断路器图像an，本发明根据an获取了tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
，如果tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
与t
n-1
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1-1
相同，则判定目标断路器的动触头已经不再动作，在此基础上，本发明获取了使用三轴传感器获取tn时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,2
，如果|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，即θ
n,1
与θ
n,2
之间的差异较小，则根据θ
n,1
、θ
n,2
和αn确定目标断路器的第一角度θ’n
，并根据θ’n
与ε2的相对大小关系判定目标断路器是否出现分闸故障或合闸故障。本发明根据图像和三轴传感器共同对目标断路器是否出现分合闸故障进行判断，且只有当根据图像检测的角度与根据三轴传感器检测的角度的差异较小时，才结合根据图像检测的角度和根据三轴传感器检测的角度来得到目标断路器的第一角度，并将该第一角度作为目标断路器真实的角度进行故障判断，有效地减少了获取图像过程中其他干扰因素或三轴传感器故障对判断目标断路器真实的角度的影响，提高了对目标断路器是否出现分闸或合闸故障判断的准确性，能够更准确地检测断路器执行分闸或合闸的结果。
83.而且，本发明在目标时间开始后的每个采集时间都对目标断路器的动触头是否不再动作进行了判定，相较于将目标时间开始后的预设时长作为目标断路器的动触头不再动作的方法，本发明可以及时获取动触头不再动作的时间和保证在动触头不再动作的情况下获取角度，有利于较早获取目标断路器的分合闸结果和提高获取的分合闸结果的准确性。
84.虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s100，获取a
n
，a
n
为t
n
时采集的目标断路器图像；t
n
为从目标时间开始的第n个采集时间，所述目标时间为目标断路器开始执行分闸或合闸动作的时间；n≥1；s200，根据a
n
获取t
n
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,1
；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述目标闸体为下闸体；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述目标闸体为上闸体；s300，如果θ
n,1
=θ
n-1,1
，则执行s400；θ
n-1,1
为根据a
n-1
获取的t
n-1
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度，a
n-1
为t
n-1
时采集的目标断路器图像，t
n-1
为从目标时间开始的第n-1个采集时间；s400，使用三轴传感器获取t
n
时目标断路器的动触头与目标断路器的目标闸体的角度θ
n,2
；s500，若|θ
n,1-θ
n,2
|≤ε1，则进入s600；ε1为预设的第一角度阈值；s600，获取t
n
时目标断路器的第一角度θ’n
，θ’n
=α
n
×
θ
n,1
+(1-α
n
)
×
θ
n,2
，α
n
为预设的θ
n,1
的权重，0<α
n
<1；s700，如果θ’n
≥ε2，则判定所述目标断路器出现指定故障，ε2为预设的第二角度阈值；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述指定故障为分闸故障；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述指定故障为合闸故障。2.根据权利要求1所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，α
n
的获取过程包括以下步骤：s610，获取历史权重序列β’，β’=(β1,β2,
…
,β
h
,
…
,β
h
), β
h
为目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的图像权重，h的取值范围为1到h，h为目标断路器执行分闸和合闸操作的次数，β
h
满足以下条件：δ
h
=β
h
×
δ
h,1
+(1-β
h
)
×
δ
h,2
，δ
h
为目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的实际指定角度，δ
h,1
为根据图像得到的目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的指定角度，δ
h,2
为根据三轴传感器得到的目标断路器第h次执行分闸或合闸操作对应的指定角度；当目标断路器第h次执行的操作为分闸操作时，所述指定角度为目标断路器的动触头与目标断路器的下闸体的角度；当目标断路器第h次执行的操作为合闸操作时，所述指定角度为目标断路器的动触头与目标断路器的上闸体的角度；s620，将所述历史权重序列输入至经训练的tcn模型进行推理，将推理结果中对应于目标断路器执行第h+1次分闸或合闸操作的图像权重作为α
n
；所述经训练的tcn模型用于预测目标断路器执行分闸或合闸操作对应的图像权重。3.根据权利要求1所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，s200包括以下步骤：s210，获取a
n
的灰度图像a’n
；s220，获取a
0n
，a
0n
为将a0与a’n
作差后得到的差值灰度图像；a0为所述目标断路器的动触头位于分闸90
°
的位置时采集的目标断路器图像的灰度图像；s230，获取a
0n
对应的目标断路器的动触头的轮廓图b
0n
；s240，获取b，b为预设的目标断路器的动触头的轮廓图，b=(b1,b2,
…
,b
m
,
…
,b
m
)，b
m
为目标断路器的动触头在第m个预设位置时的轮廓图，m的取值范围为1到m，m为预设位置的数量；
s250，遍历b，如果b
m
与b
0n
匹配，则将b
m
对应的目标断路器的动触头的预设位置对应的动触头与目标断路器的目标闸体的角度作为θ
n,1
。4.根据权利要求3所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，b的获取方法包括：s241，设置第一变量k=1；s242，获取预设的第一图像集合b’，b’的初始化为null；s243，获取目标断路器的动触头在第k个预设位置的目标断路器图像d
k
；所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度为(k-1)
×
θ’，θ’为预设的角度步长；s244，获取d
k
的灰度图像d’k
；s245，获取d
0k
，d
0k
为将a0与d’k
作差后得到的差值灰度图像；s246，获取d
0k
对应的目标断路器的动触头的轮廓图e
0k
；s247，将e
0k
追加至b’；s248，如果所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度小于180
°
，则k=k+1，重复s243-s247，直至所述目标断路器的动触头在第k个预设位置时所述目标断路器的动触头与所述目标断路器的动触头的上闸体的角度不小于180
°
；s249，将b’作为b。5.根据权利要求1所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，s500还包括：若|θ
n,1-θ
n,2
|>ε1，则进入s800；s800，若|θ
n,1-θ
n-1
|>ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|≤ε3，则进入s810；ε3为预设的第三角度阈值，θ
n-1
为目标断路器最近一次执行相同操作对应的动触头与目标闸体的角度；当所述目标时间为目标断路器开始执行分闸动作的时间时，所述相同操作为分闸操作；当所述目标时间为目标断路器开始执行合闸动作的时间时，所述相同操作为合闸操作；s810，如果θ
n,2
≥ε2，则判定所述目标断路器出现分合闸故障。6.根据权利要求5所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，s800还包括：若|θ
n,1-θ
n-1
|≤ε3且|θ
n,2-θ
n-1
|>ε3，则进入s820；s820，如果θ
n,1
≥ε2，则判定所述目标断路器出现分合闸故障。7.根据权利要求3所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，b
0n
的获取过程包括：s231，对a
0n
进行二值化处理，得到a
0n
的二值化图像c
0n
；s232，对c
0n
进行轮廓提取，得到b
0n
。8.根据权利要求1所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，目标时间的获取方法包括：s110，判断是否接收到目标断路器分闸或合闸指令；s120，若接收到，则使用三轴传感器对目标断路器的动触头与目标断路器的第一闸体的角度γ进行检测；当接收到的是目标断路器分闸指令时，所述第一闸体为上闸体；当接收到的是目标断路器合闸指令时，所述第一闸体为下闸体；s130，将检测到γ≠0
°
的时间作为目标时间。
9.根据权利要求3所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，s250中，使用二次匹配误差算法判断b
m
与b
0n
是否匹配。10.根据权利要求4所述的用于智能基站的断路器关断检测方法，其特征在于，θ’为1
°
。

技术总结
本发明涉及一般的图像数据处理或产生技术领域，特别是涉及一种用于智能基站的断路器关断检测方法。所述方法包括：获取a


技术研发人员：王真宝 乔高学 张志强 付振兴 孟子重 陈仕桐 何朗 燕炳通
受保护的技术使用者：天津宜科自动化股份有限公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/8/31