CN108830967B - 一种可视化的电力巡视方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化的电力巡视方法及装置。该方法及装置通过图像处理模块、电场传感器以及包含虚实场景生成融合单元、显示单元、图像识别单元和识别数据库的AR实现实时化的可视化图像，且该可视化图像能够在同一显示界面上同时显示电塔等级、实际电场强度、安全距离以及电场强度变化。可视化图像的显示能够使得作业人员以第一视角直接可视化的观察到作业人员周围的电塔等级、实际电场强度、安全距离以及电场强度变化，进而实时了解自身所处的现场状况、电场强度和安全程度，提升自警意识、缩短电力工程施工、检修时间、降低电网故障时间、提高供电可靠性。

Description

一种可视化的电力巡视方法及装置

技术领域

本发明涉及电力巡视技术领域，尤其涉及一种可视化的电力巡视方法及装置。

背景技术

电力巡视为对电力线路及设备进行定期巡视、事故巡视以及监督性巡视等的视察，同时对事故电力线路及设备进行检修的过程。电力线路及设备大部分为于室外环境中，甚至有些位于深山环境中，因而电力巡视环境存在安全问题。另外，当电力线路及设备发生故障时，电力线路或设备可能带电，导致巡视员存在人身安全问题，因此，需要在电力巡视的过程中提供安全防护措施。

通常的安全防护措施一般为在巡视场景或作业场景中铺置围栏网，但这并未起到真正的隔离作用，进而不能保证巡视员的人身安全进行有效保护。基于此，目前提出一种智能化的安全预警帽。该智能化的安全预警帽以安全帽为载体，以光电检测为检测标准，进而当检测到安全问题时以通过单一的报警声音进行报警。

然而，上述智能化的安全预警帽存在如下问题：其一，报警声音单调、报警信息单一，不利于作业人员判断是否为报警提示；其二，无法展现电场强度，安全距离等信息，容易使作业人员在复杂的工作环境中出现疏忽身边危险的情况，导致作业人员无意中过于接近危险，造成伤亡。

发明内容

本发明提供一种可视化的电力巡视方法及装置，以解决现有电力巡视设备无法确保作业人员安全的问题。

本发明提供一种可视化的电力巡视方法，包括：

电场传感器实时采集实际电场强度；AR中的图像识别单元实时采集电塔铭牌实际图像，并生成电塔铭牌实际图像信息，所述电塔铭牌实际图像信息包括实际电压等级和实际电塔等级识别特征；

判断所述实际电塔等级识别特征与所述AR的识别数据库中存储的电塔等级识别特征是否匹配；

若匹配，则调用所述识别数据库中与所述电塔等级识别特征相对应的电塔等级以及与所述电塔等级相对应的安全数据；所述安全数据包括安全距离和安全电场强度；

根据所述电塔等级以及所述安全数据生成虚拟图像；

将所述虚拟图像和所述实际电场强度生成可视化图像，所述AR的显示单元显示所述可视化图像。

优选地，所述识别数据库的建立包括：

图像处理模块采集、识别处理电塔铭牌图像，建立电塔等级识别信息；所述电塔等级识别信息包括电塔等级识别特征；

所述AR中的数据库单元接收所述图像处理模块发送的所述电塔等级识别信息，并将所述电塔等级识别信息中的电塔等级识别特征与安全数据相关联，形成识别数据库。

优选地，根据所述电塔等级以及所述安全数据生成虚拟图像包括：

所述AR中的虚实场景生成融合单元接收所述电塔等级以及所述安全数据；

通过虚拟物体生成技术将所述电塔等级以及所述安全数据绘制为图像和文字形式，以形成虚拟图像。

优选地，将所述虚拟图像和所述实际电场强度生成可视化图像，所述可视化图像投射入人眼中包括：

所述AR中的虚实场景生成融合单元通过虚拟物体生成技术将所述实际电场强度融合到所述虚拟图像中，形成可视化图像；

通过跟踪注册技术将所述可视化图像与真实环境中的准确位置叠加后，由所述AR的显示单元显示。

优选地，所述可视化图像在同一显示界面上同时显示当前电塔电压等级、安全距离、实际电场强度以及电场强度安全范围图。

优选地，所述电场强度安全范围图以虚拟雷达发射波的形式呈现；所述电场强度安全范围图设有危险提示线。

本发明提供一种可视化的电力巡视装置，包括：依次无线连接的图像处理模块、AR和电场传感器；

所述AR还包括图像识别单元、识别数据库、虚实场景生成融合单元以及显示单元；

所述虚实场景生成融合单元分别连接所述图像识别单元、所述识别数据库、所述显示单元以及所述电场传感器；

所述识别数据库与所述图像处理模块相连接。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种可视化的电力巡视方法及装置。本发明提供的可视化的电力巡视方法及装置通过图像处理模块采集、识别处理电塔铭牌图像，进而建立电塔等级识别信息。AR将电塔等级识别信息与中的电塔等级识别特征与安全数据相关联后形成识别数据库。AR将电场传感器实时采集实际电场强度、图像识别单元实时采集电塔铭牌实际图像数据进行虚实融合，形成能够显示电塔等级、实际电场强度、安全距离以及电场强度变化的可视化图像。可视化图像的显示能够使得作业人员以第一视角直接可视化的观察到作业人员周围的电塔等级、实际电场强度、安全距离以及电场强度变化，进而实时了解自身所处的现场状况、电场强度和安全程度，提升自警意识。由于作业人员能够可视化的了解自身所处的现场状况、电场强度和安全程度，因而能够缩短电力工程施工、检修时间、降低电网故障时间、提高供电可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可视化的电力巡视方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的可视化图像的显示界面图；

图3为本发明实施例提供的可视化的电力巡视装置的结构示意图。

HP183126CQ

具体实施方式

请参考附图1，附图1示出了本申请实施例提供的可视化的电力巡视方法的流程示意图。根据附图1可知，本申请实施例提供的可视化的电力巡视方法具体包括：

S01：电场传感器实时采集实际电场强度；AR中的图像识别单元实时采集电塔铭牌实际图像，并生成电塔铭牌实际图像信息，所述电塔铭牌实际图像信息包括实际电压等级和实际电塔等级识别特征。

电场传感器为能够实时采集电场强度的设备。在本申请实施例中，携带电场传感器的作业人员进行作业时，电场传感器能够实时采集作业人员所处的实际电场强度。电场传感器将采集到的实际电场强度通过WiFi单元发送至AR(英文名称：Augmented Reality；中文名称：增强现实技术)中。

AR为一种实时地计算摄影机摄像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，其能够实现真实世界信息和虚拟世界信息的集成。在本申请实施例中，AR中的图像识别单元能够实时采集电塔铭牌实际图像。图像识别单元对采集到的电塔铭牌实际图像进行识别处理，进而生成电塔铭牌实际图像信息。由电塔铭牌实际图像信息能够得到该电塔的实际电压等级和与实际电压等级相对应的实际电塔等级识别特征。如若电塔的实际电压等级为10kV，则实际电塔等级识别特征为标识为10kV的文字特征。

S02：判断所述实际电塔等级识别特征与所述AR中识别数据库存储的电塔等级识别特征是否匹配。

在作业人员进行作业之前，AR的数据库单元中会预先存储电塔等级识别特征，以便于在实际作业过程中与实际采集到的实际电塔等级进行匹配。具体地，根据实际电塔等级识别特征查找识别数据库中是否存在相同的电塔等级识别特征，如实际电塔等级识别特征为10kV时，查找识别数据库中是否存在标识为10kV的电塔等级识别特征，若存在则表示匹配成功，若不存在，则表示识别数据库中不存在标识有该电塔等级识别特征的电塔等级。

进一步，在本申请实施例中，数据库单元中存储电塔等级识别特征的过程为：

S021：图像处理模块采集、识别处理电塔铭牌图像，建立电塔等级识别信息；所述电塔等级识别信息包括电塔等级识别特征。

图像处理模块采集电塔铭牌图像，并对采集到的图像进行识别分析，进而提取出包括电塔等级识别特征的电塔等级识别信息。电塔等级识别特征的标识形式同上述实际电塔等级识别特征。将从多个电塔铭牌图像中提取到的多个电塔等级识别信息建立为电塔等级识别信息。图像处理模块建立电塔等级识别信息后，将电塔等级识别信息发送至AR中的数据库单元，以便于后期AR的调用。

S022：所述AR中的数据库单元接收所述图像处理模块发送的所述电塔等级识别信息，并将所述电塔等级识别信息中的电塔等级识别特征与安全数据相关联，形成识别数据库。

AR中的数据库单元接收图像处理模块发送的电塔等级识别信息后，将电塔等级识别信息中的电塔等级识别特征与安全数据相关联，进而形成识别数据库。其中，安全数据包括安全距离和安全电场强度。如当电塔等级识别特征标识为10kV时，则其相应的安全距离为1.5m，安全电场强度为4kV/m，电塔等级识别特征与安全数据相关联即为将10kV的标识与1.5m的安全距离、4kV/m的安全电场强度相关联。

在本申请实施例中，电塔等级识别特征与安全数据按照现有的关联方法进行关联，如最近邻算法、联合概率数据关联算法、广义概率数据关联滤波器等。通过上述关联方法能够实现一对一和一对多的数据关联。电塔等级识别特征与安全数据相关联后存储于AR中的数据库单元中。

S03：若匹配，则调用所述识别数据库中与所述电塔等级识别特征相对应的电塔等级以及与所述电塔等级相对应的安全数据；所述安全数据包括安全距离和安全电场强度。

当AR的识别数据库中存在与实际电塔等级识别特征相匹配的电塔等级识别特征时，则AR中的虚实场景生成融合单元调用识别数据库中与该电塔等级识别特征相对应的电塔等级，同时调用与该电塔等级相对应的安全数据。

S04：根据所述电塔等级以及所述安全数据生成虚拟图像。

AR中的虚实场景生成融合单元接收到电塔等级、安全距离和安全电场强度后，通过虚拟物体生成技术将电塔等级、安全距离和安全电场强度绘制为图像和文字形式，进而形成虚拟图像。

S05：将所述虚拟图像和所述实际电场强度生成可视化图像，所述AR的显示单元显示所述可视化图像。

虚实场景生成融合单元接收到电场传感器实时检测到的实际电场强度，并将该实际电场强度通过虚拟物体生成技术融合到电塔等级、安全距离和安全电场强度所形成的虚拟图像中，以此形成可视化图像。此时，可视化图像在同一显示界面上能够同时显示当前电塔电压等级、安全距离、实际电场强度以及电场强度安全范围图，如附图2所示。

在本申请实施例中，电场强度安全范围图以虚拟雷达发射波的形式实时呈现当前电场强度的变化，且电场强度安全范围图上设有危险提示线。当作业人员越靠近危险时，虚拟雷达发射波的波形图越来越满。当实际电场强度达到危险值时，虚拟雷达发射波的波形达到危险提示线，此时，显示单元会发出危险警告。当虚拟雷达发射波的波形达到满格时，则表示实际电场强度达到极度危险值，此时，显示单元会发出禁止警告。

可视化图像形成后，通过跟踪注册技术能够将可视化图像与真实环境中的准确位置叠加，实现虚拟信息与真实场景的无缝连接。叠加后的图像由AR的显示单元显示。由此，作业人员能够以第一视角直接可视化的观察到作业人员周围的电塔等级、实际电场强度、安全距离以及电场强度变化，进而实时了解自身所处的现场状况、电场强度和安全程度，提升自警意识。由于作业人员能够可视化的了解自身所处的现场状况、电场强度和安全程度，因而能够缩短电力工程施工、检修时间、降低电网故障时间、提高供电可靠性。

附图3示出了本申请实施例提供的可视化的电力巡视装置的结构示意图。由附图3可知，本申请实施例提供的可视化的电力巡视装置包括依次无线连接的图像处理模块、AR和电场传感器。图像处理模块、AR和电场传感器可以通过WiFi实现无线连接。AR包括图像识别单元、识别数据库、虚实场景生成融合单元以及显示单元。其中，识别数据库与图像处理模块相连接，以便于识别数据库接收图像处理模块处理后的电塔等级识别信息。虚实场景生成融合单元分别连接图像识别单元、识别数据库、显示单元以及电场传感器，以便于接收图像识别单元发送的电塔铭牌实际图像信息，接收电场传感器实时发送的实际电场强度数据，识别数据库中存储的电塔等级识别特征，以及由显示单元显示叠加后的可视化图像。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种可视化的电力巡视方法，其特征在于，包括：

电场传感器实时采集实际电场强度；AR中的图像识别单元实时采集电塔铭牌实际图像，并生成电塔铭牌实际图像信息，所述电塔铭牌实际图像信息包括实际电压等级和实际电塔等级识别特征；

判断所述实际电塔等级识别特征与所述AR的识别数据库中存储的电塔等级识别特征是否匹配；

若匹配，则调用所述识别数据库中与所述电塔等级识别特征相对应的电塔等级以及与所述电塔等级相对应的安全数据；所述安全数据包括安全距离和安全电场强度；

根据所述电塔等级以及所述安全数据生成虚拟图像；

将所述虚拟图像和所述实际电场强度生成可视化图像，所述AR的显示单元显示所述可视化图像，所述可视化图像在同一显示界面上同时显示当前电塔电压等级、安全距离、实际电场强度以及电场强度安全范围图；所述电场强度安全范围图以虚拟雷达发射波的形式呈现；所述电场强度安全范围图设有危险提示线，所述虚拟雷达发射波的波形图满度与所述实际电场强度成正比，当所述实际电场强度达到所述危险提示线时，所述AR的显示单元显示危险警告，当所述虚拟雷达发射波的波形图满格时，所述AR的显示单元显示禁止警告。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别数据库的建立包括：

图像处理模块采集、识别处理电塔铭牌图像，建立电塔等级识别信息；所述电塔等级识别信息包括电塔等级识别特征；

所述AR中的数据库单元接收所述图像处理模块发送的所述电塔等级识别信息，并将所述电塔等级识别信息中的电塔等级识别特征与安全数据相关联，形成识别数据库。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电塔等级以及所述安全数据生成虚拟图像包括：

所述AR中的虚实场景生成融合单元接收所述电塔等级以及所述安全数据；

通过虚拟物体生成技术将所述电塔等级以及所述安全数据绘制为图像和文字形式，以形成虚拟图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述虚拟图像和所述实际电场强度生成可视化图像，所述可视化图像投射入人眼中包括：

所述AR中的虚实场景生成融合单元通过虚拟物体生成技术将所述实际电场强度融合到所述虚拟图像中，形成可视化图像；

通过跟踪注册技术将所述可视化图像与真实环境中的准确位置叠加后，由所述AR的显示单元显示。

5.一种可视化的电力巡视装置，其特征在于，包括：依次无线连接的图像处理模块、AR和电场传感器；

所述AR还包括图像识别单元、识别数据库、虚实场景生成融合单元以及显示单元，其中，所述虚实场景生成融合单元用于生成虚拟图像并将所述虚拟图像和实际电场强度生成可视化图像，所述显示单元用于显示所述可视化图像，所述可视化图像在同一显示界面上同时显示当前电塔电压等级、安全距离、实际电场强度以及电场强度安全范围图；所述电场强度安全范围图以虚拟雷达发射波的形式呈现；所述电场强度安全范围图设有危险提示线，所述虚拟雷达发射波的波形图满度与所述实际电场强度成正比，当所述实际电场强度达到所述危险提示线时，所述AR的显示单元显示危险警告，当所述虚拟雷达发射波的波形图满格时，所述AR的显示单元显示禁止警告；

所述虚实场景生成融合单元分别连接所述图像识别单元、所述识别数据库、所述显示单元以及所述电场传感器；

所述识别数据库与所述图像处理模块相连接。