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基于实例分割的变电站近电作业人员空间距离计算方法、可读存储介质和电子设备

申请号: CN202311419192.5
申请人: 河南送变电建设有限公司; 国家电网有限公司; 南京斯泰恩智慧能源技术有限公司; 武汉大学
申请日期: 2023/10/30

摘要文本

本发明公开了一种基于实例分割的变电站近电作业人员空间距离计算方法、可读存储介质和电子设备,具体包括如下步骤:通过实例分割算法对目标检测得到的目标框再进行分割操作,提取物体真实轮廓。基于专利应用的项目本身特点在分割得到物体轮廓后对轮廓进行膨胀操作,基于MobileSAM的目标函数改进算法,根据本专利的特殊应用场景添加了二进制交叉熵损失,进行距离的计算,这样在保证求得最小距离的同时也保证了距离计算的实时性。本发明通过对目标框内的检测目标进行实例分割,可以得到目标的真实轮廓,本专利在原有分割算法上对目标函数进行改进,使本专利的测量精度更高,从而在保障近电作业人员生命安全的情况下尽可能进行精准测距。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 基于实例分割的变电站近电作业人员空间距离计算方法、可读存储介质和电子设备
专利类型 发明申请
申请号 CN202311419192.5
申请日 2023/10/30
公告号 CN117422754A
公开日 2024/1/19
IPC主分类号 G06T7/60
权利人 河南送变电建设有限公司; 国家电网有限公司; 南京斯泰恩智慧能源技术有限公司; 武汉大学
发明人 刘金柱; 高士涛; 闫海洋; 王石磊; 张森森; 刘军; 于守艳; 王波; 黄建华; 张嘉鑫; 王怡玮; 李智恒; 宋玉存
地址 河南省郑州市中原区金水西路76号; 北京市西城区西长安街86号; 江苏省南京市江北新区浦滨路150号5号楼10楼; 湖北省武汉市武昌区八一路299号

专利主权项内容

1.基于实例分割的变电站近电作业人员空间距离计算方法,其特征在于:包括如下步骤:第一步:采用双目摄像机对基于变电站的近电作业场景进行图像和视频采集,得到双目原始视频数据;第二步:把采集到的双目图像数据进行立体匹配操作和对应的视差计算:首先对图像进行预处理,即进行去噪和图像增强;图像增强使用的是左图作为模板图对右图进行归一化操作;其次,再对图像进行高斯滤波操作,再次,对图像进行特征提取以获得可以进行匹配的特征点或特征描述;其中特征提取方法中包括匹配代价计算、匹配代价聚合和视差计算;第三步:利用视差和相机标定得到的相机内参、外参,并且使用三角测量法来估计场景中每个像素点的深度信息;根据深度信息和相机标定得到的相机内参、外参,将每个像素点的三维坐标计算出来(x,y,z),从而重建整个场景的三维结构信息;第四步:通过使用目标检测模型对原始视频数据进行计算,得到本专利需要实时检测的目标物体外轮廓;第五步:把目标检测模型输出的结果根据矩形框的位置和尺寸信息截出所检测到的目标,记为截成目标数据;第六步:对由步骤五得到的截成目标数据,进行图像分割操作得到物体的真实轮廓;分割后会得到真实轮廓的效果图,具体的:6.1)通过目标检测模型得到的结果图截成目标数据:先进行裁剪处理,把检测到的目标框进行掩码处理;得到一张只有目标框内容的原始图像;6.2)把裁剪到的图像数据送入移动式分割模型中,可以得到检测目标的轮廓信息;6.3)对目标轮廓进行膨胀操作,根据每个带电体的危险程度或带电体量大小进行相对应的膨胀操作,越危险的带电设备,其轮廓膨胀系数越大;第七步:提取膨胀后的轮廓数据,根据真实轮廓的效果图中的轮廓像素位置信息映射回原始视频数据帧上;第八步:使用两轮廓最近点计算方法,得到两个检测目标轮廓的最近点,并且映射回原始视频帧上得到二维图像坐标;具体的,通过分割模型得到检测目标轮廓;把检测目标轮廓的边缘坐标按照顺时针进行有序排列;每个点集以n步长进行轮廓点采样;通过遍历计算得到两个采样后的轮廓点集的最小距离,并记录每个轮廓取最小距离的坐标点;第九步:把各自的轮廓上得到的最近点坐标映射到双目视觉生成的三维空间中,得到每个点在空间中的位置信息即三维坐标;第十步:通过两个三维坐标点就可以计算出两个物体的空间最近距离即欧氏距离。