CN104377836A - 变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法及系统，它包括双目相机和红外相机，所述双目相机和红外相机通过固定架安装在刀闸附近的预设位置上，所述双目相机和红外相机采集的可见光图像和红外图像通过传输网络输入设置在监控室的微处理器，所述微处理器与显示器和存储器连接，所述微处理器对所述可见光图像和红外图像进行处理并辨识刀闸的合闸状态，所述微处理器通过传输网络将辨识情况传输给上位机和个人信息终端。本发明通过双重监测能够使运维人员及时发现刀闸闭合的实际情况，无需到变电站现场就可以实现刀闸的监控与管理，进而提高变电站日常运行管理维护的效率，降低发生事故的概率。
Description
技术领域：
本发明涉及一种刀闸闭合状态监测方法，特别是涉及一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法及系统。
背景技术：
随着电力事业的快速发展，变电站的数量越来越多，并且无人值守的变电站数量也在不断增加，这给电力设备的监护造成很大影响，在变电站中，大电流电路的接通与断开是用刀闸控制的，在某些场景下，例如发生断电故障、或例行检查时，需要知道刀闸是处于闭合状态还是开断状态。目前判断刀闸开合与否的方法是派人到现场用肉眼观察，费时费力，很不方便，而且变电站数量多、分布广，如果需要同时知道多个变电站的刀闸状态就需要大量人力。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设置合理、容易实施、监控准确且传输及时的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法及系统。
本发明的技术方案是：
一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，包括以下步骤：
a、在刀闸附近的预设位置上安装双目相机和红外相机，经过调整图像分辨率、自适应调整图像质量和均衡图像灰度和对比度，对刀闸闭合状态进行拍摄可见光图像和红外图像；
b、上述图像通过传输网络输入设置在监控室的微处理器中，微处理器运行LINUX操作系统，实现对上述图像进行在线实时接收、处理、存储与管理；利用双目测距技术测量刀闸位置的几何信息，利用直线检测技术检测刀闸闭合时的角度信息，利用红外测温技术测量刀闸接触点的温度信息，并将上述信息与存储器中预设的刀闸的正确合闸信息相比对，从而对道闸闭合状态进行辨识；
c、上述辨识情况通过传输网络上传到上位机中，进行集中监控，如果刀闸闭合不到位，微处理器发出报警信号，该报警信号通过无线传输网传输给个人信息终端，能够及时进行维护。
双目相机经过精确标定，利用视差测量的原理，能够精确测量图像中物体的几何位置，得到被测对象的三维位置坐标信息；传输网络采用无线网络或有线网络。
双目相机和红外相机通过固定架安装在预设位置上，并且固定架设置有角度调整机构，能够调整监控角度。采用人工操控角度调整机构，或通过电机操控角度调整机构。
一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，包括双目相机和红外相机，所述双目相机和红外相机通过固定架安装在刀闸附近的预设位置上，所述双目相机和红外相机采集的可见光图像和红外图像通过传输网络输入设置在监控室的微处理器，所述微处理器与显示器和存储器连接，所述微处理器对所述可见光图像和红外图像进行处理并辨识刀闸的合闸状态，所述微处理器通过传输网络将辨识情况传输给上位机和个人信息终端。
所述固定架包括横架和立架，二者通过铰接轴转动式连接，所述双目相机和红外相机安装在所述横架上，所述立架上设置有抱箍，所述抱箍固定在所述预设位置上，所述横架和竖架之间设置有角度调整机构。
所述角度调整机构包括弧形板和紧固螺栓，所述弧形板的上端与所述横架的底部铰接，所述紧固螺栓设置在所述立架上且外端设置有螺母，所述弧形板上设置有弧形槽，所述紧固螺栓位于所述弧形槽中且通过螺母紧固。
所述角度调整机构包括弧形齿板和电机，所述弧形齿板的上端与所述横架的底部连接，所述电机设置在所述立架上且输出轴上安装有齿轮，所述弧形齿板与所述齿轮相啮合。或者，所述横架上设置有太阳能板和蓄电池组，所述蓄电池组与所述电机连接。
所述电机通过无线传输与遥控器连接，或者通过有线传输与控制器连接；所述传输网络为无线网络或有线网络。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过双重监测能够使运维人员及时发现刀闸闭合的实际情况，无需到变电站现场就可以实现刀闸的监控与管理，进而提高变电站日常运行管理维护的效率，降低发生事故的概率。
2、本发明经过精确标定和固定安装的双目相机利用视差测量的原理，能够精确测量图像中物体的几何位置，得到被测对象的三维位置坐标信息，这可以作为判断刀闸闭合状态的基础，而由于刀闸的边缘均具有直线特征，因此利用图像处理中的直线检测技术，能够清晰的辨识刀闸的边缘特征，从而为判断刀闸闭合状态提供重要依据。
3、本发明通过红外相机监控刀闸，如果刀闸闭合不好，在通电后接触点接触不良，必然导致触点发热，该特征能够利用红外相机进行准确测量，从而为判断刀闸闭合状态提供重要依据。
4、本发明双目相机和红外相机通过固定架设置在刀闸附近，并且，固定架能够转动，便于调整倾斜角度，使双目相机和红外相机能够更好的监控刀闸闭合状态，使用方便。
5、本发明既可以采用人工调节固定架的转动，也可以采用电机和齿轮控制固定架的转动，形式灵活，并且，电机可以采用遥控操作，方便快捷，另外固定架采用抱箍与刀闸附近的固定物体连接，拆装方便，效率高。
6、本发明固定架上设置有太阳能板，能够利用太阳能发电来驱动电机工作，节约能耗，且提高环境保护。
7、本发明设置合理、容易实施、监控准确且传输及时，其应用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。
附图说明：
图1为变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统的电路原理图；
图2变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统中固定架的结构示意图；
图3图2所示相机固定架的俯视图。
具体实施方式：
实施例：参见图1-图3，图中，1-红外相机，2-双目相机，3-传输网络，4-微处理器，5-显示器，6-传输网络，7-上位机，8-个人信息终端，9-存储器，11-横架，12-竖架，13-铰接轴，14-抱箍，15-紧固螺栓，16-弧形板。
变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统包括双目相机2和红外相机1，其中：双目相机1和红外相机1通过固定架安装在刀闸附近的预设位置上，双目相机2和红外相机1采集的可见光图像和红外图像通过传输网络3输入设置在监控室的微处理器4，微处理器4与显示器5和存储器9连接，微处理器4对可见光图像和红外图像进行处理并辨识刀闸的合闸状态，微处理器4通过传输网络6将辨识情况传输给上位机7和个人信息终端8。
固定架包括横架11和立架12，二者通过铰接轴13转动式连接，双目相机2和红外相机1安装在横架11上，立架12上设置有抱箍14，抱箍14固定在预设位置上，横架11和竖架12之间设置有角度调整机构。
角度调整机构包括弧形板16和紧固螺栓15，弧形板16的上端与横架11的底部铰接，紧固螺栓15设置在立架12上且外端设置有螺母，弧形板16上设置有弧形槽，紧固螺栓15位于弧形槽中且通过螺母紧固，通过弧形板16和紧固螺栓15能够调整横架11的倾斜角度，便于更好的拍摄刀闸的合闸状态。
角度调整机构还可以采用另一种结构：弧形齿板和电机的组合（图中未画出），弧形齿板的上端与横架的底部连接，电机设置在立架上且输出轴上安装有齿轮，弧形齿板与齿轮相啮合。电机可以采用变电站的电源供电，也可以采用太阳能板供电，太阳能板和蓄电池组设置在横架上，蓄电池组与电机连接。
电机通过无线传输与遥控器连接，或者通过有线传输与控制器连接；传输网络为无线网络或有线网络。
变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，包括以下步骤：
a、经过调整图像分辨率、自适应调整图像质量和均衡图像灰度和对比度，对刀闸闭合状态进行拍摄可见光图像和红外图像；
b、微处理器运行LINUX操作系统，实现对上述图像进行在线实时接收、处理、存储与管理；利用双目测距技术测量刀闸位置的几何信息，利用直线检测技术检测刀闸闭合时的角度信息，利用红外测温技术测量刀闸接触点的温度信息，并将上述信息与存储器中预设的刀闸的正确合闸信息相比对，从而对道闸闭合状态进行辨识；
c、上述辨识情况通过传输网络上传到上位机中，进行集中监控，如果刀闸闭合不到位，微处理器发出报警信号，该报警信号通过无线传输网传输给个人信息终端，能够及时进行维护。
双目相机经过精确标定，利用视差测量的原理，能够精确测量图像中物体的几何位置，得到被测对象的三维位置坐标信息，这可以作为判断刀闸闭合状态的基础。而由于刀闸的边缘均具有直线特征，因此利用图像处理中的直线检测技术，能够清晰的辨识刀闸的边缘特征，从而为判断刀闸闭合状态提供重要依据。如果刀闸闭合不好，在通电后接触点接触不良，必然导致触点发热，该特征能够利用红外相机进行准确测量。传输网络采用无线网络或有线网络。
本发明由双目相机和红外测温相机分别实时采集变电站刀闸的可见光图像和红外图像，由通信传输系统将图像传输至服务器进行在线处理，利用双目可见光图像对变电站刀闸闭合状态的辨识，并利用红外图像进一步确定刀闸闭合状态，实现对变电站刀闸闭合状态的在线监测和辨识。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，包括以下步骤：
a、在刀闸附近的预设位置上安装双目相机和红外相机，经过调整图像分辨率、自适应调整图像质量和均衡图像灰度和对比度，对刀闸闭合状态进行拍摄可见光图像和红外图像；
b、上述图像通过传输网络输入设置在监控室的微处理器中，微处理器运行LINUX操作系统，实现对上述图像进行在线实时接收、处理、存储与管理；利用双目测距技术测量刀闸位置的几何信息，利用直线检测技术检测刀闸闭合时的角度信息，利用红外测温技术测量刀闸接触点的温度信息，并将上述信息与存储器中预设的刀闸的正确合闸信息相比对，从而对道闸闭合状态进行辨识；
c、上述辨识情况通过传输网络上传到上位机中，进行集中监控，如果刀闸闭合不到位，微处理器发出报警信号，该报警信号通过无线传输网传输给个人信息终端，能够及时进行维护。
2.根据权利要求1所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，其特征是：双目相机经过精确标定，利用视差测量的原理，能够精确测量图像中物体的几何位置，得到被测对象的三维位置坐标信息；传输网络采用无线网络或有线网络。
3.根据权利要求1所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，其特征是：双目相机和红外相机通过固定架安装在预设位置上，并且固定架设置有角度调整机构，能够调整监控角度。
4.根据权利要求3所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识方法，其特征是：采用人工操控角度调整机构，或通过电机操控角度调整机构。
5.一种变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，包括双目相机和红外相机，其特征是：所述双目相机和红外相机通过固定架安装在刀闸附近的预设位置上，所述双目相机和红外相机采集的可见光图像和红外图像通过传输网络输入设置在监控室的微处理器，所述微处理器与显示器和存储器连接，所述微处理器对所述可见光图像和红外图像进行处理并辨识刀闸的合闸状态，所述微处理器通过传输网络将辨识情况传输给上位机和个人信息终端。
6.根据权利要求5所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，其特征是：所述固定架包括横架和立架，二者通过铰接轴转动式连接，所述双目相机和红外相机安装在所述横架上，所述立架上设置有抱箍，所述抱箍固定在所述预设位置上，所述横架和竖架之间设置有角度调整机构。
7.根据权利要求6所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，其特征是：所述角度调整机构包括弧形板和紧固螺栓，所述弧形板的上端与所述横架的底部铰接，所述紧固螺栓设置在所述立架上且外端设置有螺母，所述弧形板上设置有弧形槽，所述紧固螺栓位于所述弧形槽中且通过螺母紧固。
8.根据权利要求6所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，其特征是：所述角度调整机构包括弧形齿板和电机，所述弧形齿板的上端与所述横架的底部连接，所述电机设置在所述立架上且输出轴上安装有齿轮，所述弧形齿板与所述齿轮相啮合。
9.根据权利要求8所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，其特征是：所述横架上设置有太阳能板和蓄电池组，所述蓄电池组与所述电机连接。
10.根据权利要求8所述的变电站刀闸闭合状态在线监测辨识系统，其特征是：所述电机通过无线传输与遥控器连接，或者通过有线传输与控制器连接；所述传输网络为无线网络或有线网络。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |