CN106506955A - 一种基于gis地图的变电站视频巡检路径规划方法 - Google Patents

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张海波
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杨学敏
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Abstract

本发明提供了一种基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，步骤包括：在GIS地图上选定巡检目标并得到中心坐标；搜索距离小于距离阈值的监控摄像机；根据监控摄像机的中心坐标计算出镜头中心与巡检目标的中心坐标的水平距离以及镜头中心与巡检目标的中心坐标连线在水平和垂直面上的镜头夹角；根据镜头夹角设定监控摄像机在水平和垂直方向的角度；计算出监控摄像机的镜头焦距f，再结合镜头焦距参数Fmin~Fmax获取监控摄像机的变倍参数，再进行视频监测；根据巡检路径规划需要选择下一个巡检目标，最终完成各个巡检目标的监测规划。该视频巡检路径规划方法根据巡检目标自动选择最优摄像机对准目标、调整变倍，实现按需可调节视频监测，使用便捷。

Description

一种基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法
技术领域
本发明涉及一种变电站视频巡检路径规划方法，尤其是一种基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法。
背景技术
随着变电站逐步实现无人值守以后，变电站内设备的视频巡检工作就显得至关重要。传统视频巡检是基于设定观察一组变电站内特定目标的摄像机及预置位为场景，多个场景按顺序编制的一个手动规划变电站视频巡检线路。但是，整个巡检过程是按照摄像机编号顺序进行巡检，无法直接选择需要巡检的设备，也无法通过空间信息技术在地图上直观的显示出变电站和设备所在的位置用来快速追踪和定位查看。而且，现有方案查询方式繁琐，无法通过特定变电站设备名称或者图标进行快速定位和查看，需要花更多的时间定位查看设备，工作效率低，也无法通过地图直观的看到管辖区域变电站设备地理位置和实时告警信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的巡检无法直接选择需要巡检的设备，工作效率低，也无法通过地图直观的看到管辖区域变电站设备地理位置和实时告警信息。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，包括如下步骤：
步骤1，在GIS地图上选定第一个巡检目标，并根据GIS地图信息得到巡检目标的中心坐标；
步骤2，根据巡检目标的中心坐标，搜索半径距离小于距离阈值的各个摄像机作为监控摄像机，并根据GIS地图信息得到各个监控摄像机的中心坐标；
步骤3，根据监控摄像机的中心坐标计算出各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标之间的水平距离，同时计算出各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标连线在水平面和垂直面上的镜头夹角；
步骤4，根据得到的各个镜头夹角设定各个监控摄像机在水平方向和垂直方向的角度，使各个监控摄像机对准巡检目标；
步骤5，根据公式 f=u·L/H计算出各个监控摄像机的镜头焦距f，其中，u为各个监控摄像机中可显示图像的竖向尺寸，H为巡检目标的竖向尺寸，L为各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标之间的水平距离，再结合各个监控摄像机的镜头焦距参数Fmin~Fmax获取监控摄像机的变倍参数，再根据变倍参数对各个监控摄像机进行变倍调焦，然后对巡检目标进行视频监测；
步骤6，根据巡检路径规划需要在GIS地图上选择下一个巡检目标，重复上述步骤，直至完成巡检路径上各个巡检目标的监测规划。
采用GIS地图能够快速获取巡检目标信息以及监控摄像机信息，从而结合摄像机和巡检目标物的空间位置信息以及摄像机参数，根据巡检目标自动选择最优摄像机并控制摄像机自动对准目标、调整变倍，实现对巡检目标的按需可调节视频监测，使用便捷，且通过地图直观的看到管辖区域变电站设备地理位置和实时告警信息；采用多个监控摄像机不同的视角对设备进行巡检，同时可以避免因为上午和下午不同的光照角度导致单一摄像机镜头逆光看不清设备的情况。
作为本发明的进一步限定方案，监控摄像机为云台摄像机，并具备远程通信功能。采用具备远程通信功能云台摄像机能够根据远程控制调节摄像机参数，达到最优视频监测效果。
作为本发明的进一步限定方案，GIS地图定期更新新增的巡检目标信息以及监控摄像机信息。采用定期更新新增的巡检目标信息以及监控摄像机信息能够增强普适性能，方便后期扩展应用。
本发明是以GIS地图或高精度三维建模为基础，摄像机和巡检目标都有相应的坐标参数，结合摄像机和巡检目标物的空间位置信息以及摄像机参数，根据巡检目标自动选择最优摄像机并控制摄像机自动对准目标、调整变倍，如果针对一系列巡检目标重复上述过程并保存。
本发明的有益效果在于：（1）采用GIS地图能够快速获取巡检目标信息以及监控摄像机信息，从而结合摄像机和巡检目标物的空间位置信息以及摄像机参数，根据巡检目标自动选择最优摄像机并控制摄像机自动对准目标、调整变倍，实现对巡检目标的按需可调节视频监测，使用便捷，且通过地图直观的看到管辖区域变电站设备地理位置和实时告警信息；（2）采用多个监控摄像机不同的视角对设备进行巡检，同时可以避免因为上午和下午不同的光照角度导致单一摄像机镜头逆光看不清设备的情况。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，具体包括如下步骤：
步骤1，在GIS地图上选定第一个巡检目标，根据GIS地图信息得到巡检目标的中心坐标（Xc1，Yc1，Zc1）；
步骤2，根据巡检目标的中心坐标（Xc1，Yc1，Zc1），搜索半径距离小于距离阈值的各个摄像机作为监控摄像机，并根据GIS地图信息得到各个监控摄像机的中心坐标（Xt，Yt，Zt），监控摄像机为云台摄像机，并具备远程通信功能；
步骤3，根据各个监控摄像机的中心坐标（Xt，Yt，Zt）计算出各个监控摄像机的镜头中心点与巡检目标的中心坐标之间的水平距离Lj，同时计算出各个监控摄像机的镜头中心点与巡检目标的中心坐标点连线在水平面和垂直面上的镜头夹角θk和θk；
步骤4，根据得到的镜头夹角θk和θk设定各个监控摄像机在水平方向和垂直方向的角度，使各个监控摄像机均对准巡检目标；
步骤5，根据公式 fi=ui·Lj/H1计算出各个监控摄像机的镜头焦距fi，ui为各个监控摄像机中可显示图像的竖向尺寸，H1为巡检目标的竖向尺寸，Lj为各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标之间的水平距离，再结合各个监控摄像机的镜头焦距参数Fmin~Fmax获取监控摄像机的变倍参数Zi，并在各个监控摄像机变倍调焦后对巡检目标进行视频监测；
步骤6，根据巡检路径规划需要在GIS地图上选择下一个巡检目标（Xc2，Yc2，Zc2），重复上述步骤，直至完成巡检路径上各个巡检目标的监测规划。
作为本发明所应用的GIS地图具备定期更新新增的巡检目标信息以及监控摄像机信息的功能。增强了本发明的普适性能，方便后期扩展应用。ui为各个监控摄像机的固定参数，镜头焦距参数Fmin~Fmax也是各个监控摄像机的固定参数。
本发明中采用的GIS地图也可通过高精度三维建模为基础来实现，摄像机和巡检目标都有相应的坐标参数，结合摄像机和巡检目标物的空间位置信息以及摄像机参数，根据巡检目标自动选择最优摄像机并控制摄像机自动对准目标、调整变倍，如果针对一系列巡检目标重复上述过程并保存实现频巡检路径规划。
本发明的变电站视频巡检路径规划方法在实施时，直接在GIS地图上对特定变电站设备快速定位，选择设备后，自动调用最近的摄像机，通过不同的视角对设备进行巡检，同时可以避免因为上午和下午不同的光照角度导致单一摄像机镜头逆光看不清设备的情况。设备如产生告警时候，还可以把变电站报警画面及信息实时显示在GIS地图上，自动上报数据。巡检人员直接通过GIS地图，对管辖区域内变电站的地理位置和设备的告警信息一目了然，提高巡检人员的工作效率，降低巡检成本。
本发明不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在GIS地图上选定第一个巡检目标，并根据GIS地图信息得到巡检目标的中心坐标；
步骤2，根据巡检目标的中心坐标，搜索半径距离小于距离阈值的各个摄像机作为监控摄像机，并根据GIS地图信息得到各个监控摄像机的中心坐标；
步骤3，根据监控摄像机的中心坐标计算出各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标之间的水平距离，同时计算出各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标连线在水平面和垂直面上的镜头夹角；
步骤4，根据得到的各个镜头夹角设定各个监控摄像机在水平方向和垂直方向的角度，使各个监控摄像机对准巡检目标；
步骤5，根据公式 f=u·L/H计算出各个监控摄像机的镜头焦距f，其中，u为各个监控摄像机中可显示图像的竖向尺寸，H为巡检目标的竖向尺寸，L为各个监控摄像机的镜头中心与巡检目标的中心坐标之间的水平距离，再结合各个监控摄像机的镜头焦距参数Fmin~Fmax获取监控摄像机的变倍参数，再根据变倍参数对各个监控摄像机进行变倍调焦，然后对巡检目标进行视频监测；
步骤6，根据巡检路径规划需要在GIS地图上选择下一个巡检目标，重复上述步骤，直至完成巡检路径上各个巡检目标的监测规划。
2.根据权利要求1所述的基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，其特征在于，监控摄像机为云台摄像机，并具备远程通信功能。
3.根据权利要求1或3所述的基于GIS地图的变电站视频巡检路径规划方法，其特征在于，GIS地图定期更新新增的巡检目标信息以及监控摄像机信息。
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