輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括視頻圖像采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、通訊模塊。視頻圖像采集模塊采集輸電線路的視頻圖像送往數(shù)據(jù)分析處理模塊，分析異物相對(duì)輸電線路的運(yùn)動(dòng)趨勢，對(duì)異物進(jìn)行分類，據(jù)此對(duì)入侵異物進(jìn)行預(yù)警或報(bào)警，同時(shí)形成歷史數(shù)據(jù)，評(píng)估分析輸電線路異物入侵環(huán)境。本系統(tǒng)具有輸電線路異物入侵預(yù)警和報(bào)警功能，評(píng)估異物入侵環(huán)境，有效減少異物入侵引起的輸電線路安全隱患的出現(xiàn)，同時(shí)消除覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化的干擾，提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率，具有智能化程度高、成本低廉、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于輸電線路異物入侵智能在線監(jiān)測。
【專利說明】
輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提出了一種輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路常年工作于野外，還會(huì)橫跨城市經(jīng)濟(jì)帶、道路、橋梁等復(fù)雜環(huán)境。城市建筑施工時(shí)大型機(jī)械車輛經(jīng)常入侵輸電線路保護(hù)區(qū)域，由于機(jī)械碰觸或機(jī)械與輸電線路安全距離不足導(dǎo)致放電等原因引發(fā)的線路短路、跳閘、停電等事故時(shí)有發(fā)生。另外，鳥類飛過、樹木傾倒、樹枝滑落等自然因素引起的異物入侵，也會(huì)危害輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此需要對(duì)輸電線路入侵異物進(jìn)行監(jiān)測評(píng)估，確保線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]目前，隨著智能視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，也有采用視頻和圖像的方式對(duì)輸電線路入侵異物進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)，中國專利“一種關(guān)于高壓輸電線路異物侵界的視頻監(jiān)測系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?201110385906.6)，以及中國專利“一種高壓線異物入侵目標(biāo)檢測方法”(申請(qǐng)?zhí)?201410484914.X)，均采用圖像處理的方式對(duì)輸電線路入侵異物進(jìn)行監(jiān)測，但兩者都缺乏對(duì)入侵異物類型的區(qū)分，以及對(duì)異物入侵環(huán)境的評(píng)估，無法準(zhǔn)確評(píng)估入侵異物對(duì)輸電線路的危害;也沒有消除輸電線路因覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路異物入侵監(jiān)測的影響，存在諸多缺陷，急需改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，具有輸電線路異物入侵預(yù)警和報(bào)警功能，按異物運(yùn)動(dòng)類型特征進(jìn)行分類，評(píng)估異物入侵環(huán)境，有效減少異物入侵引起的輸電線路安全隱患的出現(xiàn)，同時(shí)測量時(shí)進(jìn)行了視頻圖像矯正，并消除覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化的干擾，有效提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，包括視頻圖像采集模塊(I)、數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)、通訊模塊(3)，固定安裝于現(xiàn)場，并保證視頻圖像采集模塊(I)能夠完整采集被監(jiān)測的輸電線路(4)的視頻圖像，并將所述視頻圖像實(shí)時(shí)送往數(shù)據(jù)分析處理模塊
(2)。視頻圖像采集模塊(I)可以采用數(shù)碼攝像機(jī)，實(shí)時(shí)采集輸電線路的視頻信息。
[0006]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)的視頻圖像信息進(jìn)行分析處理，提取輸電線路(4)的輪廓及其附近的所有不與輸電線路(4)接觸的異物(5)的輪廓，計(jì)算異物(5)的運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)輸電線路(4 )的運(yùn)動(dòng)趨勢，追蹤異物(5 )的運(yùn)行軌跡，當(dāng)異物(5 )有向輸電線路(4)靠近趨勢時(shí)，通過通訊模塊(3)向運(yùn)行人員的手持機(jī)(6)或中心服務(wù)器(7)發(fā)出預(yù)塾目ο
[0007]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)實(shí)時(shí)辨識(shí)并存儲(chǔ)輸電線路(4)附近異物(5)的信息，包括大小、數(shù)量、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)軌跡，辨識(shí)異物(5)種類，形成歷史數(shù)據(jù)，據(jù)此分析評(píng)估輸電線路(4)的異物入侵環(huán)境。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，工作人員可以提前采取措施、安排監(jiān)控重點(diǎn)、在事故發(fā)生前排除安全隱患。
[0008]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)采用輸電線路(4)兩端桿塔之間的檔距作為標(biāo)尺，根據(jù)輸電線路(4)輪廓的幾何信息和預(yù)存的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實(shí)際尺寸與視頻尺寸的對(duì)應(yīng)比例標(biāo)尺，計(jì)算異物(5)的實(shí)際大小，確定輸電線路(4)和運(yùn)動(dòng)異物(5)的空間坐標(biāo)變化規(guī)律，計(jì)算異物(5)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度。檔距可以通過實(shí)地測量或者由線路參數(shù)直接獲得，并且檔距在視頻信息中易于測量，作為標(biāo)尺可以提高運(yùn)動(dòng)異物(5)空間坐標(biāo)變化的測量精度。所述的考慮視覺偏差影響是指，系統(tǒng)利用水平垂直方向測量傳感器采集水平或垂直信息，對(duì)視頻圖像采集模塊(I)采集的輸電線路(4)的視頻圖像信息進(jìn)行角度修正，降低了拍攝角度對(duì)輸電線路異物入侵監(jiān)測評(píng)估的影響。
[0009]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)按照異物(5)運(yùn)動(dòng)類型特征對(duì)異物(5)種類進(jìn)行分類，排除不會(huì)造成輸電線路(4)故障的異物(5)，對(duì)其余種類異物(5)設(shè)定限值，當(dāng)所述異物
(5)與輸電線路(4)之間距離小于限值時(shí)報(bào)警，所述的設(shè)定限值是根據(jù)輸電線路(4)電壓等級(jí)以及異物(5)靠近趨勢和速度來確定的。常見異物(5)入侵包括鳥類飛過，建筑施工時(shí)大型機(jī)械車輛靠近，樹木傾倒，樹枝滑落等多種情況，每種情況具有不同的運(yùn)動(dòng)類型特征，據(jù)此分類評(píng)估入侵異物(5)對(duì)輸電線路的危害性，如鳥類異物短暫入侵輸電線路，并不會(huì)造成輸電線路故障，對(duì)此類異物(5)只識(shí)別不報(bào)警，可有效防止誤報(bào)警的發(fā)生。
[0010]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)采用圖像處理技術(shù)對(duì)視頻圖像采集模塊(I)采集到的視頻圖像信息進(jìn)行包括濾波去噪、圖像增強(qiáng)、灰度化處理、邊緣檢測處理。進(jìn)行上述處理可以降低復(fù)雜環(huán)境背景對(duì)系統(tǒng)圖像處理的干擾，提高異物入侵監(jiān)測評(píng)估的準(zhǔn)確性。
[0011]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)異物入侵信息進(jìn)行分析處理時(shí)，消除輸電線路(4)覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路(4)異物入侵在線監(jiān)測的影響。數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)存在覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化的輸電線路(4)視頻或圖像信息進(jìn)行分析處理，辨識(shí)存在覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化的輸電線路(4)幾何信息，結(jié)合數(shù)據(jù)分析處理模塊
(2)預(yù)存的輸電線路(4)原始視頻或圖像，分析覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路(4)造成的變化，并根據(jù)分析結(jié)果消除輸電線路(4)因覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)異物入侵在線監(jiān)測的影響。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
采用智能視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測跟蹤輸電線路附近異物的運(yùn)動(dòng)趨勢和軌跡，具有成本低廉、準(zhǔn)確高效、報(bào)警及時(shí)等優(yōu)點(diǎn);在監(jiān)測入侵異物的同時(shí)，按照異物運(yùn)動(dòng)類型特征對(duì)異物種類進(jìn)行分類，并根據(jù)異物種類進(jìn)行預(yù)警或者報(bào)警，具有良好的異物入侵預(yù)警和報(bào)警功能。
[0013]評(píng)估分析輸電線路異物入侵環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，提前避免事故的發(fā)生，提高線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0014]對(duì)輸電線路異物入侵信息進(jìn)行分析處理時(shí)，消除輸電線路覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路異物入侵在線監(jiān)測的影響，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0015]使用輸電線路兩端桿塔之間的檔距作為標(biāo)尺，建立實(shí)際尺寸與視頻尺寸的對(duì)應(yīng)比例關(guān)系，利用實(shí)際長度作為標(biāo)尺，有效提高了計(jì)算精度，提高測量的準(zhǔn)確率，具有智能化程度高、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[ΟΟ??]圖1:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]圖2:系統(tǒng)固定式安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:I一視頻圖像采集模塊、2—數(shù)據(jù)分析處理模塊、3—通訊模塊、4一輸電線路、5—異物、6—手持機(jī)、7—中心服務(wù)器、8—系統(tǒng)固定式結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
如圖1和2所示，系統(tǒng)包括視頻圖像采集模塊(I )、數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)、通訊模塊(3)，集成為一體，構(gòu)成固定式結(jié)構(gòu)(8);視頻圖像采集模塊(I)采集的視頻數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)，數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)通過通訊模塊(3)與外界交換數(shù)據(jù)。
[0020]如圖2所示，系統(tǒng)采用固定式結(jié)構(gòu)(8)，固定安裝于現(xiàn)場，并保證視頻圖像采集模塊
(I)能夠完整采集被監(jiān)測的輸電線路(4)的視頻圖像，并將所述視頻圖像實(shí)時(shí)送往數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)。視頻圖像采集模塊(I)可以采用數(shù)碼攝像機(jī)，實(shí)時(shí)采集輸電線路的視頻信息。
[0021]數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)的視頻圖像信息進(jìn)行分析處理，提取輸電線路(4)的輪廓及其附近的所有不與輸電線路(4)接觸的異物(5)的輪廓，計(jì)算異物(5)的運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)輸電線路(4)的運(yùn)動(dòng)趨勢，追蹤異物(5)的運(yùn)行軌跡，當(dāng)異物(5)有向輸電線路
(4)靠近趨勢時(shí)，如圖2中，異物(5)以速度V向輸電線路(4)靠近，則通過通訊模塊(3)向運(yùn)行人員的手持機(jī)(6)或中心服務(wù)器(7)發(fā)出預(yù)警。
[0022]數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)實(shí)時(shí)辨識(shí)并存儲(chǔ)輸電線路(4)附近異物(5)的信息，包括大小、數(shù)量、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)軌跡，辨識(shí)異物(5)種類，形成歷史數(shù)據(jù)，據(jù)此分析評(píng)估輸電線路(4)的異物入侵環(huán)境。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，工作人員可以提前采取措施、安排監(jiān)控重點(diǎn)、在事故發(fā)生前排除安全隱患。
[0023]數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)采用輸電線路(4)兩端桿塔之間的檔距作為標(biāo)尺，根據(jù)輸電線路(4)輪廓的幾何信息和預(yù)存的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實(shí)際尺寸與視頻尺寸的對(duì)應(yīng)比例標(biāo)尺，計(jì)算異物(5)的實(shí)際大小，確定輸電線路(4)和運(yùn)動(dòng)異物(5)的空間坐標(biāo)變化規(guī)律，計(jì)算異物(5)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度。
[0024]數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)異物入侵信息進(jìn)行分析處理時(shí)，消除輸電線路(4)覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路(4)異物入侵在線監(jiān)測的影響。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)包括視頻圖像采集模塊(I)、數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)、通訊模塊(3)，固定安裝于現(xiàn)場，并保證視頻圖像采集模塊(I)能夠完整采集被監(jiān)測的輸電線路(4)的視頻圖像，將所述視頻圖像實(shí)時(shí)送往數(shù)據(jù)分析處理模塊(2); 數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)的視頻圖像信息進(jìn)行分析處理，提取輸電線路(4)的輪廓及其附近的所有不與輸電線路(4)接觸的異物(5)的輪廓，計(jì)算異物(5)的運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)輸電線路(4)的運(yùn)動(dòng)趨勢，追蹤異物(5)的運(yùn)行軌跡，當(dāng)異物(5)有向輸電線路(4)靠近趨勢時(shí)，通過通訊模塊(3)向運(yùn)行人員的手持機(jī)(6)或中心服務(wù)器(7)發(fā)出預(yù)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)實(shí)時(shí)辨識(shí)并存儲(chǔ)輸電線路(4)附近異物(5)的信息，包括大小、數(shù)量、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)軌跡，辨識(shí)異物(5)種類，形成歷史數(shù)據(jù)，據(jù)此分析評(píng)估輸電線路(4)的異物入侵環(huán)境。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)采用輸電線路(4)兩端桿塔之間的檔距作為標(biāo)尺，根據(jù)輸電線路(4)輪廓的幾何信息和預(yù)存的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實(shí)際尺寸與視頻尺寸的對(duì)應(yīng)比例標(biāo)尺，計(jì)算異物(5)的實(shí)際大小，確定輸電線路(4)和運(yùn)動(dòng)異物(5)的空間坐標(biāo)變化規(guī)律，計(jì)算異物(5)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際速度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)按照異物(5)運(yùn)動(dòng)類型特征對(duì)異物(5)種類進(jìn)行分類，排除不會(huì)造成輸電線路(4)故障的異物(5)，對(duì)其余種類異物(5)設(shè)定限值，當(dāng)所述異物(5)與輸電線路(4)之間距離小于限值時(shí)報(bào)警，所述的設(shè)定限值是根據(jù)輸電線路(4)電壓等級(jí)以及異物(5)靠近趨勢和速度來確定的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)采用圖像處理技術(shù)對(duì)視頻圖像采集模塊(I)采集到的視頻圖像信息進(jìn)行包括濾波去噪、圖像增強(qiáng)、灰度化處理、邊緣檢測處理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路異物入侵智能視頻在線監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)分析處理模塊(2)對(duì)輸電線路(4)異物入侵信息進(jìn)行分析處理時(shí)，消除輸電線路(4)覆冰覆雪、舞動(dòng)、弧垂變化對(duì)輸電線路(4)異物入侵在線監(jiān)測的影響。
【文檔編號(hào)】G08B13/196GK106056821SQ201610661214
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月13日 公開號(hào)201610661214.2, CN 106056821 A, CN 106056821A, CN 201610661214, CN-A-106056821, CN106056821 A, CN106056821A, CN201610661214, CN201610661214.2
【發(fā)明人】周封, 郝婷, 崔博聞, 孫卿, 劉小可, 王丙全, 劉健, 范貝貝
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué), 周封