CN107742292A - 一种高压输电线路上的异物巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压输电线路上的异物巡检系统，包括：外径检测单元、比对单元、图像采集单元、图像处理单元、特征提取单元、存储单元、报警单元、通信单元和评估分析单元，外径检测单元连接对比单元，对比单元触发图像采集单元采集图像，传输给图像处理单元进行处理，再将处理结果传输给特征提取单元计算圆形度，存储单元存储图像采集单元采集的图像、图像处理单元处理的图像和图像对应的特征提取单元计算的圆形度，将其经通信单元发送出去；系统设置有异物附着面积阈值，超过该阈值的图像对应的存储信息将被通过通信单元发送到远端进行报警。该方案可对输电线路异物附着的巡检，对检测结果的优先级处理排序，实现对检测结果的收集和分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测系统，特别是一种高压输电线路上的异物巡检系统。
背景技术
随着国民经济的快速发展，电力已经成为日常生活和工业生产中不可或缺的产品，电力传输的稳定性对社会发展的影响也越来越大。随着运行年限的增长，输电线路及其电气部件难免会附着异物，输电线路附着异物不仅会使输电线的极限放电距离变短，而且异物会对输电线产生腐蚀作用，同时经日积月累，增加对输电线的重量负荷，严重时甚至导致输电线断路，造成大面积的停电，危及电力系统的安全运行。因此需要对输电线路表面附着的异物进行检测，确保线路安全稳定运行。
目前，输电线路异物监测多采用人工巡视的方法进行监测，由于输电线路常年工作于野外，地理条件多样，气候复杂多变，人工监测难度大，成本高，效率低下，受天气影响严重。因此，需要一种能够代替人工巡检的低成本、高效率、准确性高的系统对输电线路异物进行巡检，以满足电网智能化发展和管理的需求。
此外，随着智能视频技术的飞速发展，近年来也有采用视频图像处理方式对输电线路异物进行监测的技术，中国专利“一种关于高压输电线路异物侵界的视频监测系统”（申请号：201110385906.6），以及中国专利“一种高压线异物入侵目标检测方法”（申请号：201410484914.X），均采用图像处理的方式对输电线路入侵异物进行监测。但两者均为对输电线路的宏观监测，且为对异物入侵的监测，并不能实现对已附着在输电线上的，或输电线上附着的小面积入侵物的检测。同时，上述两种方案均采用监控方式采用固定设置，仅能对小范围进行监测，移动性差。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可实现无人化的、可沿输电线走廊方向对高压输电线路上附着的异物进行检测的方案，实现对输电线路上附着异物的巡检，能对检测结果进行分析评估的巡检系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种高压输电线路上的异物巡检系统，包括：外径检测单元、比对单元、图像采集单元和通信单元，所述外径检测单元在输电线路上沿输电线路走廊方向运动，用于沿途检测输电线路和输电线路上元器件的外径；所述比对单元存有所述输电线路和所述元器件的标准外径，所述比对单元连接外径检测单元，获取所述输电线路和所述元器件的外径，与所述标准外径相比对，根据比对结果向所述图像采集单元发送采集信号；所述图像采集单元连接于所述比对单元，接收所述采集信号，采集图像；所述通信单元，连接于所述图像采集单元，用于向远端发送数据。
采用上述方案，可实现在检测到输电线路的外径异常时，判断为存在可疑异物，对该区域进行图像采集，发送到远端。起到图像采集和预警作用。
进一步的，所述系统还包括：图像处理单元，连接于所述图像采集单元和通信单元之间，用于对所述采集到的图像进行灰度处理、边缘提取处理和二值化处理。
采用上述方案，实现将采集的图像进行处理后发送到远端，保证在远端接收的图像能清晰反映异物情况下，消耗尽量少的流量解决通信单元发送数据的问题。
进一步的，所述图像采集单元连续采集两帧图像，所述图像处理单元，对所述两帧图像先进行灰度处理，再进行边缘提取处理，再进行差分处理，然后进行二值化处理。
采用上述方案，可突出输出异物覆盖的图像，达到针对性检查效果。
或者，所述图像采集单元连续采集三帧图像，所述图像处理单元，对所述三帧图像进行灰度处理，再对灰度处理后的所述三帧图像进行边缘提取处理，再对边缘提取处理后的三帧图像的连续两帧图像分别进行差分处理，再对差分处理后的两份图像进行与运算，再对与运算后的图像进行二值化处理。
采用上述方案，通过对三帧图像的差分处理后在进行与运算，增加图像处理的基数，提高图像输出的可靠性，从而提高检测结果的准确性。
进一步的，所述图像处理单元，在对图像采集单元采集的图像进行灰度处理后，先进行滤波处理，以去除噪声。
采用上述方案，减少噪声对原图像的影响，从而提高检测结果的准确性。
进一步的，所述图像处理单元，还对二值化处理后的图像进行腐蚀运算和膨胀运算。
采用上述方案，实现对二值化图像的平滑滤波和放大，从而突出显示异物轮廓，提高检测输出的针对性。
进一步的，所述系统还包括：特征提取单元，连接于所述图像处理单元和通信单元之间，用于对图像处理单元输出的图像进行圆形度计算。
采用上述方案，实现对异物区域的形状进行预估，以判断异物源，从而为异物去除和预防提供依据。
进一步的，所述系统还包括：存储单元，连接于所述特征提取单元和通信单元之间，还连接图像采集单元，用于存储所述图像采集单元采集的图像、所述图像对应的经图像处理单元处理后的图像，以及所述图像对应的圆形度，经通信单元发送给远端；上述图像处理单元处理图像后传输到特征提取单元，从而存储单元可从特征提取单元获取图像处理单元处理后的图像。
采用上述方案，实现将异物信息均发送给远端，以保证为远端提供对异物检测的完整信息，为后续的异物去除和预防提供足够依据。
进一步的，所述系统还包括：分析评估单元，信号连接于所述通信单元，用于对所述通信单元发送的数据进行分析评估，以获得到异物入侵的图形信息和发展趋势信息。
采用上述方案，实现对异物入侵数据的分析，了解异物入侵的种类、入侵频率和占比，以为预防工作提供依据。
进一步的，所述系统还包括：报警单元，连接于所述特征提取单元和通信单元，用于根据所述特征提取单元获取的异物面积，触发所述通信单元向远端发送报警信号。
采用上述方案，为异物检测结果设定一阈值，根据该阈值决定对异物检测结果的报警与否，以实现对异物检测结果的优先级排序，从而为后续对异物的处理优先级提供依据。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、无需在各区域安装固定装置即可实现对沿输电线走廊方向对高压输电线路的全线巡检；
2、实现对异物附着图像的低流量传输；
3、实现对采集图像中，异物区域的突出显示处理，保证了检测结果的针对性；
4、采用三帧采集方案，提高了检测所需基数，提高了检测结果的准确性和可靠性；
5、设立阈值，可依据异物附着面积对异物进行优先级排列，以便后续对异物的处理进行优先级排序；
6、实现对检测结果的分析评估，为异物附着趋势的处理提供执行依据；
7、本方案结构简单、合理。
附图说明
图1是一种高压输电线路的异物巡检系统的一个实施例；
图2 是一种高压输电线路的异物巡检系统的另一个实施例。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例一公开了一种高压输电线路的异物巡检系统，包括：外径检测单元、比对单元、图像采集单元、图像处理单元、特征提取单元和通信单元，所述外径检测单元在输电线路上沿输电线路走廊方向运动，用于沿途检测输电线路和输电线路上元器件的外径；所述比对单元存有所述输电线路和所述元器件的标准外径，所述比对单元连接外径检测单元，获取所述输电线路和所述元器件的外径，与所述标准外径相比对，根据比对结果向所述图像采集单元发送采集信号；所述图像采集单元连接于所述比对单元，接收所述采集信号，采集图像；所述图像处理单元，连接于所述图像采集单元，用于对所述采集到的图像进行灰度处理、滤波处理、边缘提取处理和二值化处理，还对二值化处理后的图像进行腐蚀运算和膨胀运算；特征提取单元，连接于所述图像处理单元和通信单元之间，用于对图像处理单元输出的图像进行圆形度计算；所述通信单元，用于向远端发送二值化处理后的图像和对应圆形度。
基于实施例一，本实施例二公开了另一种高压输电线路的异物巡检系统：所述图像采集单元连续采集两帧图像，所述图像处理单元，对所述两帧图像先进行边缘提取处理后，还对两帧图像进行差分处理，然后进行二值化处理。
基于实施例一，本实施例三公开了另一种高压输电线路的异物巡检系统：所述图像采集单元连续采集三帧图像，所述图像处理单元，对所述三帧图像进行灰度处理，再对灰度处理后的所述三帧图像进行边缘提取处理，再对边缘提取处理后的三帧图像的连续两帧图像分别进行差分处理，再对差分处理后的两份图像进行与运算，再对与运算后的图像进行二值化处理。
参照附图2，基于实施例二或三，本实施例四公开了另一种高压输电线路的异物巡检系统：所述系统还包括：存储单元，报警单元和分析评估单元，存储单元连接于所述特征提取单元和通信单元之间，还连接图像采集单元，用于存储所述图像采集单元采集的图像、所述图像对应的经图像处理单元处理后的图像，以及所述图像对应的圆形度，经通信单元发送给远端。报警单元连接于所述特征提取单元和通信单元，用于根据所述特征提取单元获取的异物面积，触发所述通信单元向远端发送报警信号。所述分析评估单元，信号连接于所述通信单元，用于对所述通信单元发送的数据进行分析评估，以获得到异物入侵的图形信息和发展趋势信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压输电线路上的异物巡检系统，其特征为，所述系统包括：外径检测单元、比对单元、图像采集单元和通信单元，所述外径检测单元在输电线路上沿输电线路走廊方向运动，用于沿途检测输电线路和输电线路上元器件的外径；所述比对单元存有所述输电线路和所述元器件的标准外径，所述比对单元连接外径检测单元，获取所述输电线路和所述元器件的外径，与所述标准外径相比对，根据比对结果向所述图像采集单元发送采集信号；所述图像采集单元连接于所述比对单元，接收所述采集信号，采集图像；所述通信单元，连接于所述图像采集单元，用于向远端发送数据。
2.如权利要求1所述的异物巡检系统，其特征为，所述系统还包括：图像处理单元，连接于所述图像采集单元和通信单元之间，用于对所述采集到的图像进行灰度处理、边缘提取处理和二值化处理。
3.如权利要求2所述的异物巡检系统，其特征为，所述图像采集单元连续采集两帧图像，所述图像处理单元，对所述两帧图像先进行灰度处理，再进行边缘提取处理，再进行差分处理，然后进行二值化处理。
4.如权利要求2所述的异物巡检系统，其特征为，所述图像采集单元连续采集三帧图像；所述图像处理单元，对所述三帧图像进行灰度处理，再对灰度处理后的所述三帧图像进行边缘提取处理，再对边缘提取处理后的三帧图像的连续两帧图像分别进行差分处理，再对差分处理后的两份图像进行与运算，再对与运算后的图像进行二值化处理。
5.如权利要求3或4所述的异物巡检系统，其特征为，所述图像处理单元，在对图像采集单元采集的图像进行灰度处理后，先进行滤波处理，以去除噪声。
6.如权利要求5所述的异物巡检系统，其特征为，所述图像处理单元，还对二值化处理后的图像进行腐蚀运算和膨胀运算。
7.如权利要求6所的异物巡检系统，其特征为，所述系统还包括：特征提取单元，连接于所述图像处理单元和通信单元之间，用于对图像处理单元输出的图像进行圆形度计算。
8.如权利要求7所述的异物巡检系统，其特征为，所述系统还包括：存储单元，连接于所述特征提取单元和通信单元之间，还连接图像采集单元，用于存储所述图像采集单元采集的图像、所述图像对应的经图像处理单元处理后的图像，以及所述图像对应的圆形度，经通信单元发送给远端。
9.如权利要求8所述的异物巡检系统，其特征为，所述系统还包括：分析评估单元，信号连接于所述通信单元，用于对所述通信单元发送的数据进行分析评估，以获得到异物入侵的图形信息和发展趋势信息。
10.如权利要求9所述的异物巡检系统，其特征为，所述系统还包括：报警单元，连接于所述特征提取单元和通信单元，用于根据所述特征提取单元获取的异物面积，触发所述通信单元向远端发送报警信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180227 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |