CN111667656A - 输电线路山火火点的甄别系统及方法 - Google Patents

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方玉河
李健
陶汉涛
张磊
王钊
陈玥
姜志博
吴大伟
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Abstract

本发明公开了一种输电线路山火火点的甄别系统，它包括发热区域监测模块和虚警排除模块，所述发热区域监测模块包括设置在各个固定监测区域的红外热源探测器，红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块发送实时红外热像图；虚警排除模块通过设置虚警区域，并将预警区与虚警区进行对比判断，能自动高效的排除烟囱和锅炉等虚警区，能有效降低非山火火点造成的误报，提升巡检水平和效率。

Description

输电线路山火火点的甄别系统及方法
技术领域
本发明涉及输电线路监测技术领域，具体地指一种输电线路山火火点的甄别系统及方法。
背景技术
近年来因退耕还林、极端气候、清明扫墓祭祖等原因，导致山火频繁发生，引发输电线路跳闸，给电网设备及电力供应造成影响。随着各类测控技术的发展，山火监测技术也得以发展并大量使用，目前，出现了一种以局部传感器网络技术为代表的区域化小规模的山火预警监测技术。
利用无线传感器网络的山火在线监测预警技术，利用各种不同类型的探测器对不同气候量进行探测，对线程信息量进行采集后通过无线网络传输至监控平台，供工作人员进行处理和判断。其中红外传感器可以通过扫描监控范围内的高温物体来判断预测山火是否发生，能够有效的探测到火点及火源信息，其原理是根据红外热源探测器摄像头接收现场的温度信息，超出预先设置的阈值时发出告警信息。然而该方法虽然能有效的发现高于阈值的区域火警信息，但对于普通的高温区域，如工业热源，居民正常用火也会发出告警，不能准确的判断该区域是否是真实的火警，误报率较高。
发明内容
本发明针对上述问题，本发明提出了一种输电线路山火火点的甄别系统及方法，本发明能解决红外热源探测器摄像头在监测输电线路山火时，发生虚警产生误报，导致预警误判率较高的问题。
为实现此目的，本发明所设计的输电线路山火火点的甄别系统，其特征在于：它包括发热区域监测模块和虚警排除模块，所述发热区域监测模块包括设置在各个固定监测区域的红外热源探测器，红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块发送实时红外热像图；
虚警排除模块用于在实时红外热像图中寻找有无预设的误报目标物，如果有，则在实时红外热像图中绘制出预设的误报目标物的最小外接矩形作为虚警区，并记录存在虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、红外热像图中的虚警区坐标以及虚警区热量信息；
当红外热源探测器发送的实时红外热像图中存在温度超过阈值的热源时，该热源区域为预警区，向虚警排除模块上传存在预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、预警区坐标和预警区热量信息；
虚警排除模块用于通过虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和红外热像图中的虚警区坐标计算虚警区位置信息，同时，通过预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和预警区坐标计算预警区位置信息；
虚警排除模块得到虚警区时红外热像图中的虚警区矩形区域与预警区矩形区域的交并比，当交并比小于预设的阈值时属于虚警，否则为一次山火预警。
本发明的有益效果：
本发明通过设置虚警区域，能自动高效的排除烟囱和锅炉等虚警区，能有效降低非山火火点造成的误报，提升巡检水平和效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1—发热区域监测模块、2—虚警排除模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的输电线路山火火点的甄别系统，它包括发热区域监测模块1和虚警排除模块2，所述发热区域监测模块1包括设置在各个固定监测区域的红外热源探测器，红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块2发送实时红外热像图；
虚警排除模块2用于在实时红外热像图中寻找有无预设的误报目标物，如果有，则在实时红外热像图中绘制出预设的误报目标物的最小外接矩形作为虚警区，并记录存在虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、红外热像图中的虚警区坐标以及虚警区热量信息；
当红外热源探测器发送的实时红外热像图中存在温度超过阈值的热源时，该热源区域为预警区，向虚警排除模块2上传存在预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、预警区坐标和预警区热量信息；
虚警排除模块2用于通过虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和红外热像图中的虚警区坐标计算虚警区位置信息，同时，通过预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和预警区坐标计算预警区位置信息；
虚警排除模块2得到虚警区时红外热像图中的虚警区矩形区域与预警区矩形区域的交并比，当交并比小于预设的阈值时属于虚警，否则为一次山火预警。
上述技术方案中，利用红外热像图的像素作为坐标的单位，记录虚警区的左上角坐标和右下角坐标，从而获取虚警区在红外热像图中的坐标。
上述技术方案中，设置各个固定监测区域，即预置点分别为P1,P2,...,Pn，红外热源探测器依次按照P1,P2,...,Pi,...,Pn顺序执行巡检任务，每隔时间间隔为T，红外热源探测器进行一次巡检任务，红外热源探测器每运动到预置点Pi停留时间为t，进行拍照，分析热源；
设置预警温度阈值后，红外相机在对应监测区域进行监测时，会返回超过该预警温度阈值的区域矩形坐标集合，此时，将告警区域矩形坐标集合中的各个矩形区域与虚警排除模块2结合，排除已经设置虚警区域的告警区域矩形。
云台的水平移动角度为360°，记做x，垂直方向俯仰角(即机体坐标系x轴与水平面的夹角)，记做y，摄像机包括镜头变倍参数记做z，在所述预置位信息中包含三个特征参数，分别为x，y，z，将此预置点即为P(x,y,z)。取值范围由装置云台及相机参数确定，一般取x:0～360,y:-40～40,z:1～30；
在红外热源探测器摄像头拍摄的实时视频，通过无线局域网推流，视频播放的延迟时间不大于5s，在拍摄画面中绘制矩形虚警区(对照现场看是否属于虚警区，比如工业烟囱等固定场所非危险热源)，利用拍摄画面的像素作为坐标的单位，记录绘制图像的左上角坐标和右下角坐标。其预警区计算模块连接着保存模块，记录保存的坐标信息。
一种输电线路山火火点的甄别方法，它包括如下步骤：
步骤1：所述发热区域监测模块1中的红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块2发送实时红外热像图；
步骤2：虚警排除模块2在实时红外热像图中寻找有无预设的误报目标物，如果有，则在实时红外热像图中绘制出预设的误报目标物的最小外接矩形作为虚警区，并记录存在虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、红外热像图中的虚警区坐标以及虚警区热量信息；
当红外热源探测器发送的实时红外热像图中存在温度超过阈值的热源时，该热源区域为预警区，向虚警排除模块2上传存在预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、预警区坐标和预警区热量信息；
步骤3：虚警排除模块2通过虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和红外热像图中的虚警区坐标计算虚警区位置信息，同时，通过预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和预警区坐标计算预警区位置信息；
虚警排除模块2得到虚警区时红外热像图中的虚警区矩形区域与预警区矩形区域的交并比，当交并比小于预设的阈值时属于虚警，否则为一次山火预警。
本发明通过红外热源探测器摄像头的拍摄画面，标定正常范围内的高温区域，有效的剔除工业和居民正常生产生活中的火点信息，能够有效的提高输电线路山火监测预警的准确率。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种输电线路山火火点的甄别系统，其特征在于：它包括发热区域监测模块(1)和虚警排除模块(2)，所述发热区域监测模块(1)包括设置在各个固定监测区域的红外热源探测器，红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块(2)发送实时红外热像图；
虚警排除模块(2)用于在实时红外热像图中寻找有无预设的误报目标物，如果有，则在实时红外热像图中绘制出预设的误报目标物的最小外接矩形作为虚警区，并记录存在虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、红外热像图中的虚警区坐标以及虚警区热量信息；
当红外热源探测器发送的实时红外热像图中存在温度超过阈值的热源时，该热源区域为预警区，向虚警排除模块(2)上传存在预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、预警区坐标和预警区热量信息；
虚警排除模块(2)用于通过虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和红外热像图中的虚警区坐标计算虚警区位置信息，同时，通过预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和预警区坐标计算预警区位置信息；
虚警排除模块(2)得到虚警区时红外热像图中的虚警区矩形区域与预警区矩形区域的交并比，当交并比小于预设的阈值时属于虚警，否则为一次山火预警。
2.根据权利要求1所述的输电线路山火火点的甄别系统，其特征在于：利用红外热像图的像素作为坐标的单位，记录虚警区的左上角坐标和右下角坐标，从而获取虚警区在红外热像图中的坐标。
3.根据权利要求1所述的输电线路山火火点的甄别系统，其特征在于：设置各个固定监测区域，即预置点分别为P1,P2,...,Pn，红外热源探测器依次按照P1,P2,...,Pi,...,Pn顺序执行巡检任务，每隔时间间隔为T，红外热源探测器进行一次巡检任务，红外热源探测器每运动到预置点Pi停留时间为t，进行拍照，分析热源。
4.根据权利要求1所述的输电线路山火火点的甄别系统，其特征在于：设置预警温度阈值后，红外相机在对应监测区域进行监测时，会返回超过该预警温度阈值的区域矩形坐标集合，此时，将告警区域矩形坐标集合中的各个矩形区域与虚警排除模块(2)结合，排除已经设置虚警区域的告警区域矩形。
5.一种输电线路山火火点的甄别方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：所述发热区域监测模块(1)中的红外热源探测器在云台的带动下360度扫描周边环境，实时探测热源，并向虚警排除模块(2)发送实时红外热像图；
步骤2：虚警排除模块(2)在实时红外热像图中寻找有无预设的误报目标物，如果有，则在实时红外热像图中绘制出预设的误报目标物的最小外接矩形作为虚警区，并记录存在虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、红外热像图中的虚警区坐标以及虚警区热量信息；
当红外热源探测器发送的实时红外热像图中存在温度超过阈值的热源时，该热源区域为预警区，向虚警排除模块(2)上传存在预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角、预警区坐标和预警区热量信息；
步骤3：虚警排除模块(2)通过虚警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和红外热像图中的虚警区坐标计算虚警区位置信息，同时，通过预警区时云台的水平偏转角、垂直角偏转角和预警区坐标计算预警区位置信息；
虚警排除模块(2)得到虚警区时红外热像图中的虚警区矩形区域与预警区矩形区域的交并比，当交并比小于预设的阈值时属于虚警，否则为一次山火预警。
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