高分辨率高帧率开关柜状态识别

摘要

在电力系统中广泛应用的开关柜可以指示线路的工作状态，为有效提高对其监控的效率，并且在不改变现有电力设备的情况下，可以通过视频监控、图像识别的方式低成本高效率实现智能化监控。
　　 开关柜实际的工作环境及其状态指示装置状态变化的速率等客观因素要求图像识别系统前端需要采集到高分辨率、高帧率的图像才能便于图像识别。由此引发数据量更大、帧间时间差更短等影响，进而对图像处理识别的速度带来更高的要求。随着半导体技术的发展，特别是FPGA技术的进步，利用硬件逻辑来进行高速数字信号处理越发成为趋势。通过FPGA，采用硬件逻辑对数字图像进行捕捉、处理、识别，可以带来高的处理速度与效率，并且对系统的扩展与升级也提供了便利性。
　　 文章基于FPGA平台，构建了高分辨率高帧率图像捕捉识别系统。充分发挥FPGA的特性，利用流水线、乒乓操作、并行化等设计方法，对高分辨率、高帧率传感器的捕捉控制及开关柜的状态识别进行了加速研究。通过FPGA丰富的硬件逻辑资源，实现了对开关柜两种状态指示装置即圆盘旋转型开关和闪灯型故障指示器图像的预处理和识别算法的加速，有效地提高了图像处理的速度。通过仿真测试，验证了设计的合理性与高效性，满足系统对高速识别的需求。