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申请/专利权人：福鼎卓越知识产权管理有限公司

摘要：本发明提出剪刀式刀闸开合状态检测方法，采集剪刀式刀闸的模板图像并根据其建立边界线模型保存为模型文件；同样的位置和设备采集同一剪刀式刀闸的目标图像；获取剪刀式刀闸的样本图像并利用深度学习算法进行训练获取标注刀闸臂和刀闸臂关节点位置的训练模型；利用训练模型对目标图像进行检测对其中的刀闸定位，根据定位结果对刀闸进行边缘检测，获取边缘线集合；根据模型文件和训练模型计算目标图像中剪刀式刀闸闭合和虚合状态下的刀闸臂关节点和角平分线；计算刀闸臂关节点到边缘线集合中的每条边缘线的距离，利用角平分线确定最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线，计算上刀闸臂和下刀闸臂之间的夹角。本发明提高检测刀闸臂开合状态的精度。

主权项：1.一种剪刀式刀闸开合状态检测方法，其特征在于，采集剪刀式刀闸的模板图像，根据模板图像建立刀闸的刀闸臂的边界线模型并保存为模型文件；在同样的位置利用同样的设备采集同一剪刀式刀闸的目标图像；通过多种途径获取剪刀式刀闸的样本图像，对样本图像利用深度学习算法进行训练获取标注刀闸臂和刀闸臂关节点位置的训练模型；利用训练模型对目标图像进行检测，获取目标图像中一个或一个以上的刀闸所在的矩形区域，结合模型文件对目标图像中的刀闸定位同时获取刀闸估计状态；若刀闸估计状态为打开，则直接输出刀闸状态为打开，否则根据定位结果对刀闸进行边缘检测，获取边缘线集合；根据模型文件和训练模型计算目标图像中剪刀式刀闸的刀闸臂关节点和角平分线；计算目标图像的刀闸臂关节点到边缘线集合中的每条边缘线的距离，给定上距离阈值和下距离阈值，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；利用角平分线将更新边缘线集合上下区分，分别获取上刀闸臂边缘线集合和下刀闸臂边缘线集合并进行对称配对，确定最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线；计算上刀闸臂和下刀闸臂之间的夹角，根据夹角获取刀闸状态；“利用角平分线将更新边缘线集合上下区分，分别获取上刀闸臂边缘线集合和下刀闸臂边缘线集合”的具体方式为：在目标图像中计算以关节点为起点的垂直于角平分线且方向向上或方向向下的单位方向向量；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与刀闸臂关节点的向量记作，将T2与刀闸臂关节点的向量记作，计算和；对于方向向上的单位方向向量，若，则T1在角平分线上侧，否则在角平分线下侧，若，则T2在角平分线上侧，否则角平分线下侧；对于方向向下的单位方向向量，若，则T1在角平分线下侧，否则在角平分线上侧，若，则T2在角平分线下侧，否则角平分线上侧；若T1和T2均在角平分线上侧，则该边缘线为上刀闸臂边缘线，若T1和T2均在角平分线下侧，则该边缘线为下刀闸臂边缘线，若T1和T2分别在角平分线两侧，计算该边缘线以角平分线为分割线的上下线段长度，该边缘线为上下侧线段较长侧的边缘线，获取上刀闸臂边缘线集合和下刀闸臂边缘线集合；“将上刀闸臂边缘线集合和下刀闸臂边缘线集合进行对称配对，确定最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线”的方式为：给定角度阈值，对于上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，代表不同的上刀闸臂边缘线，将任两个上刀闸臂边缘线的角度差值位于角度阈值内的划分为同组，将同组内的上刀闸臂边缘线按照从长到短排序；对于下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，代表不同的下刀闸臂边缘线，将任两个下刀闸臂边缘线的角度差值位于角度阈值内的划分为同组，将同组内的下刀闸臂边缘线按照从长到短排序；遍历上刀闸臂边缘线集合的所有同组和下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上刀闸臂边缘线和校正下刀闸臂边缘线即为最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线；“遍历上刀闸臂边缘线集合的所有同组和下刀闸臂边缘线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：根据模型文件计算顶部两个端点之间的上中点和底部两个端点之间的下中点，遍历上刀闸臂边缘线集合的所有同组和下刀闸臂边缘线集合的所有同组，计算每组的平均角度，上刀闸臂边缘线集合中每组的平均角度结合上中点获取上刀闸臂边缘线每组的校正上刀闸臂边缘线，校正上刀闸臂边缘线与角平分线的交点记作A点；下刀闸臂边缘线集合中每组的平均角度结合下中点获取下刀闸臂边缘线每组的校正下刀闸臂边缘线，校正下刀闸臂边缘线与角平分线的交点记作B点，计算A点和B点之间的距离；刀闸臂的上固定边界至下固定边界的距离为，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，其中系数表示上刀闸臂边缘线集合的任一个同组内边缘线长度的平方和；表示下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；最高的配对分数S对应的A点所在的校正上刀闸臂边缘线和B点所在的校正下刀闸臂边缘线为最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线；“计算上刀闸臂和下刀闸臂之间的夹角”的方式为：以最终的上刀闸臂边缘线和下刀闸臂边缘线为基准，若最终的上刀闸臂边缘线相对于闭合状态刀闸臂角平分线所在直线的角度为，最终的下刀闸臂边缘线相对于闭合状态刀闸臂角平分线所在直线的角度为，上下刀闸臂间的最终夹角为。

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