CN105551178A - 一种电网智能监控告警方法及装置 - Google Patents

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于立涛
罗鲁东
王强
王文刚
董林
赵会亮
刘玡朋
胡薇
夏天宇
温建春
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Abstract

本发明实施例公开了一种电网智能监控告警方法及装置，包括：通过热成像模块以第一预定间隔，可见光成像模块以第二预定间隔对监控对象进行定时拍摄；采用图像识别技术对拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；在存在异常情况时告警。由此，通过结合可见光成像和热成像，能够实现全天候7*24的监控；通过采用图像识别技术，能够全自动地实现异常情况的判断和告警。

Description

一种电网智能监控告警方法及装置
技术领域
本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种电网智能监控告警方法及装置。
背景技术
国家电网公司实行大运行体系以来，变电站日常监控工作划归调控中心地区监控班统一监控。目前一座无人值守220kv变电站需要的摄像头在20个左右，监控员需要对图像监控系统中每个摄像头的画面进行巡视。随着地县一体化进程的推进，变电站数量成倍增多，监控员需要巡视的摄像头也越来越多，不仅耗时，而且容易导致异常情况没有被及时发现。
另外，现有的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机，但在夜间或恶劣天气情况下，其监控能力会大打折扣。
作为一种新兴的成像技术的热成像技术，是一种被动红外成像技术，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，每时每刻都在辐射出红外线，同时这种红外线辐射都载有物体的热特征信息，这就为利用红外技术判别各种被测目标的温度高低和热分布场提供了客观的基础。利用这一特性，通过红外探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置就可以一一对应地模拟出物体表面温度的空间分布，最后经系统处理，形成热图像视频信号，传至显示屏幕上，就得到与物体表面热分布相对应的热像图。红外线波长较长，穿透效果好，即使在雨雾的恶劣环境下仍然可以正常观测。因此在夜间及雨雾等恶劣天气情况下，利用红外热成像装置可以对目标进行正常的监控。
然而，目前红外热成像装置仍存在一些不足之处：1.分辨率低(通常只有384*288)，对比度低，细节分辨能力较差；2.受透明障碍物的干扰大，难以探测到玻璃等障碍物后的物体；3.易受车辆发动机等热源的干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有电网监控所主要采用的人工监控方式不仅耗时，而且容易导致异常情况没有被及时发现；现有视频监控系统主要采用的可见光摄像机在夜间或恶劣天气时的监控能力不佳；红外热成像装置的分辨率低，受透明障碍物干扰大，易受车辆发动机等热源的干扰。
为此，本发明实施例提供了一种电网智能监控告警方法，包括如下步骤：
通过热成像模块以第一预定间隔，可见光成像模块以第二预定间隔对监控对象进行定时拍摄；
采用图像识别技术对所述热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；
在存在异常情况时告警。
优选地，在通过所述可见光成像模块进行摄像时，利用测光和补光模块对环境光进行补偿。
具体地，所述异常情况包括：人员闯入、漏水、烟雾、火灾。
优选地，所述热成像模块和所述可见光成像模块同步拍摄。
优选地，所述第一预定间隔不同于所述第二预定间隔。
本发明实施例还提供了一种电网智能监控告警装置，其特征在于，包括：
热成像模块，用于以第一预定间隔对监控对象进行定时拍摄；
可见光成像模块，用于以第二预定间隔对所述监控对象进行定时拍摄；
影像处理单元，用于采用图像识别技术对所述热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；
告警单元，用于在存在异常情况时告警。
优选地，所述可见光成像模块包括测光和补光部件，用于对环境光进行补偿。
具体地，所述异常情况包括：人员闯入、漏水、烟雾、火灾。
优选地，所述热成像模块和所述可见光成像模块同步拍摄。
优选地，所述第一预定间隔不同于所述第二预定间隔。
本发明实施例具有以下优点：
通过结合可见光成像和热成像，能够实现全天候7*24的监控，通过采用图像识别技术，能够全自动地实现异常情况的判断和告警；
通过配备测光和补光模块，减轻了环境光变化对图像识别的干扰；
通过分析同步拍摄的可见光成像影像和热成像影像，减少了异常情况的漏判和误判；
通过以不同的预定间隔进行可见光成像拍摄和热成像拍摄，能够减少设备消耗，减轻图像识别工作的负担。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的电网智能监控告警方法的流程图；
图2为本发明实施例的电网智能监控告警装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例中的电网智能监控告警方法，包括如下步骤：
步骤S1.通过热成像模块以第一预定间隔，可见光成像模块以第二预定间隔对监控对象进行定时拍摄。具体地，第一预定间隔和第二预定间隔可以远程来设定并更改。
步骤S2.采用图像识别技术对热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况。图像识别技术是人工智能的一个重要领域，包括多个不同的图像识别模型，比如模板匹配模型，这种模型认为，识别某个图像，必须在过去的经验中有这个图像的记忆模式，又叫模板，当前的刺激如果能与模板相匹配，这个图像也就被识别了。具体地，本实施例所采用的模型与上述模板匹配模型类似，首先需要获取监控范围正常情况下拍摄的图像，该图像作为图像识别技术的标准图像，然后将接收到的图像与标准图像进行匹配对比，如果后续接收到的图像与标准图像的匹配度不符合图像识别程序的规定标准(该标准可人为设置)，说明后续采集到的图像与正常情况下拍摄的图像有区别，现场可能出现异常情况。在进行图像的匹配对比之前，可以对图像先进行灰度处理，以此消除光线强度对图像的影响；再采用纹理分析，提取纹理特征生成灰度共生矩阵，将其应用在图像序列上；最后通过设置灰度阈值，对比与标准图像之间的帧差数来对图像进行匹配识别。
步骤S3.在存在异常情况时告警。具体地，可以采用声光报警，同时异常区域图像自动切入，方便监控人员进一步检查异常情况。
本发明实施例的电网智能监控告警方法将可见光成像和热成像结合起来进行监控，可以发挥两种成像技术的优点，并抑止它们的缺点，实现全天候7*24的有效监控。具体地，在探测发热源时，热成像具有毫无争议的优势；在探测非发热源时，热成像失效，只能依靠可见光成像；在光线条件不佳时，可见光成像的效果大打折扣，热成像的效果更好。
本发明实施例的电网智能监控告警方法还通过采用图像识别技术，能够全自动地实现异常情况的判断和告警，真正实现了智能监控，极大地减轻了监控人员的负担。
进一步地，在上述步骤S12中，在通过可见光成像模块进行摄像时，利用测光和补光模块对环境光进行补偿。可见光成像受光线条件的影响较大，在光线条件较差时，比如有雪、雨时，往往不能得到清晰的影像，给图像识别带来困难。测光和补光装置能够有效地改善光线条件，提高图像的质量。
进一步地，上述异常情况包括但不限于：人员闯入、漏水、烟雾、火灾等。具体地，可以对图像进行灰度分析和/或动态分析来帮助识别异常情况。以火灾的识别为例，当分析热成像图像时，由于热成像图像的灰度与温度存在线性关系,可以通过预先校准获取例如300摄氏度对应的灰度值，当检测到热成像图像中存在温度大于300摄氏度的异常区域时，即可判断为有火灾；当分析可见光成像图像时，可以预先设定火焰上限灰度阈值和火焰下限灰度阈值，首先前后间隔采集多帧图像，并分别提取各帧图像的异常区域(即灰度在火焰上限灰度阈值和火焰下限灰度阈值之间的区域)，通过对各帧异常区域的面积、前后帧灰度峰值的波动值、前后帧异常区域重心位置变化的最大距离值等特征数据的分析，对异常区域进行识别，判断其是否是火灾。
优选地，热成像模块和可见光成像模块可以同步拍摄。对于同步拍摄得到的热成像图像和可见光成像图像，可以分别独立地进行分析和识别，任何一方判断出现异常情况都可以启动报警，相当于双保险；也可以将热成像图像与可见光成像图像结合分析，以提高识别效果，具体地，先确定热成像图像中的像素与可见光成像图像中的像素的映射关系，然后对热成像图像中的异常区域在可见光成像图像中对应位置的区域进行分析，举例来说，如果该区域的图像平均亮度值大于设定的阈值，则为明火报警；如果该区域上方的区域存在光流场，且有光流场的区域的对比度小于邻近区域，则为烟火报警；其他情况为阴燃报警。
优选地，热成像模块定时拍摄的第一预定间隔不同于可见光成像模块定时拍摄的第二预定间隔。由于热成像和可见光成像各有优缺点，比如热成像不能识别温度与背景温度相同的对象，可见光成像受光线条件影响大，因此可以根据环境因素和待监测异常事件的性质来分别设定热成像和可见光成像定时拍摄的间隔，以减少设备消耗，减轻图像识别工作的负担。比如，在光线条件不佳时，可以减少或停止可见光成像模块的拍摄，在监测雨雪灾害时，可以减少或停止热成像模块的拍摄，从而减少了成像模块的消耗，减少了低质量的图像，减轻了图像识别工作的负担。
如图2所示，本优选实施例中的电网智能监控告警装置，包括：热成像模块1，用于以第一预定间隔对监控对象进行定时拍摄；可见光成像模块2，用于以第二预定间隔对监控对象进行定时拍摄；影像处理单元3，用于采用图像识别技术对热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；告警单元4，用于在存在异常情况时告警。
本实施例的电网智能监控告警装置，将可见光成像和热成像结合起来进行监控，可以发挥两种成像技术的优点，并抑止它们的缺点，实现全天候7*24的有效监控。具体地，在探测发热源时，热成像具有毫无争议的优势；在探测非发热源时，热成像失效，只能依靠可见光成像；在光线条件不佳时，可见光成像的效果大打折扣，热成像的效果更好。
本实施例的电网智能监控告警装置还通过采用图像识别技术，能够全自动地实现异常情况的判断和告警，真正实现了智能监控，极大地减轻了监控人员的负担。
优选地，可见光成像模块包括测光和补光部件，用于对环境光进行补偿。
优选地，异常情况包括：人员闯入、漏水、烟雾、火灾。
优选地，热成像模块和可见光成像模块同步拍摄。
优选地，热成像模块定时拍摄的第一预定间隔不同于可见光成像模块定时拍摄的第二预定间隔。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电网智能监控告警方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过热成像模块以第一预定间隔，可见光成像模块以第二预定间隔对监控对象进行定时拍摄；
采用图像识别技术对所述热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；
在存在异常情况时告警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述可见光成像模块进行摄像时，利用测光和补光模块对环境光进行补偿。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常情况包括：人员闯入、漏水、烟雾、火灾。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于,所述热成像模块和所述可见光成像模块同步拍摄。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于,所述第一预定间隔不同于所述第二预定间隔。
6.一种电网智能监控告警装置，其特征在于，包括：
热成像模块，用于以第一预定间隔对监控对象进行定时拍摄；
可见光成像模块，用于以第二预定间隔对所述监控对象进行定时拍摄；
影像处理单元，用于采用图像识别技术对所述热成像模块和/或可见光成像模块拍摄的影像进行分析，判断是否存在异常情况；
告警单元，用于在存在异常情况时告警。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可见光成像模块包括测光和补光部件，用于对环境光进行补偿。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述异常情况包括：人员闯入、漏水、烟雾、火灾。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述热成像模块和所述可见光成像模块同步拍摄。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一预定间隔不同于所述第二预定间隔。
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