CN112880577A - 一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统，其中方法包括：从两个视角对所述同一段相邻两条输电线进行拍摄获取视频影像数据，并实时传输至监测主机；监测主机根据所述视频影像数据，获得所述视频影像数据中的移动图像数据；通过特征比对法分析所述移动图像数据，获得目标模型信息；将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息；监测主机实时将预警信息上传至云存储服务器，远程监测中心实时从云存储服务器获取所述预警信息。本发明代替人工检修的方式，方便有效地测量出导线间距，提高了输电线路巡检的工作效率。同时，对可能存在的风险提前规避，可有效降低工作人员的维护频率，保障了电网运行的安全性。

Description

一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统
技术领域
本发明涉及输电线路交叉跨越点测量技术领域，特别涉及一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统。
背景技术
输电线路导线安全间距是线路正常安全运行的前提之一，为了保证输电线路的安全运行，对不同电压等级的线路的导线安全间距有不同的要求，高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障。
然而，目前现有的输电线交叉跨越巡检基本依靠传统的人工巡检，工作强度大，效率低，且人工巡检容易出现误判或者漏判。
发明内容
本发明的目的是提供一种一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统，旨在解决现有的输电线交叉跨越巡检依靠传统的人工巡检，工作强度大，效率低，且人工巡检容易出现误判或者漏判的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，包括以下步骤：
步骤1、通过两个同步高清摄像机分别对输电线路中待检测的同一段相邻两条输电线中的每一条输电线分别进行图像采集，获取视频影像数据，并实时传输至监测主机；
步骤2、监测主机根据所述视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中的移动图像数据；
步骤3、通过特征比对法分析所述移动图像数据，获得目标模型信息；
步骤4、将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息；
步骤5、监测主机实时将预警信息上传至云存储服务器，远程监测中心实时从云存储服务器获取所述预警信息。
进一步的，所述视频影像数据包括运输区域的视频影像数据和输电线路上各导线的视频影像数据。
进一步的，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中移动图像数据还包括：根据所述视频影像数据中输电线路上各导线的视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中各导线的表征图像数据；将所述表征图像数据与预存的故障导线图像数据比较，当所述表征图像数据中存在与预存的故障导线图像数据相似度高于预设阈值的导线表征图像时，生成预警信息。
进一步的，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
根据所述目标模型信息和所述图像采集装置的位置信息计算获得目标模型的高度信息；
将所述高度信息与所述输电线路的垂降高度比较，当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值时，获取所述目标模型的位置信息；
将所述位置信息与预设范围比较，当所述目标模型信息进入预设范围内时，生成预警信息。
进一步的，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值，且所述目标模型未进入预设范围内时，根据所述位置信息和所述视频影像数据采集间隔周期计算获得所述目标模型的移动速度信息；
根据所述移动速度信息计算获得所述目标到达预设范围的预测时间；
根据所述预测时间生成预警信息。
第二方面，本发明提供一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统，其特征在于，包括监测主机、同步高清摄像机、电源模块、云端存储服务器以及远程监控中心，所述同步高清摄像机分别可转动地设置于输电铁塔的上端部的横杆的两端；所述监测主机和电源模块均设置于输电铁塔的上端部；所述监测主机与所述同步高清摄像机连接，所述监测主机与所述云端存储服务器无线连接，所述远程监测中心与所述云端存储服务器数据通信连接；所述电源模块给所述监测主机和同步高清摄像机供电。
进一步的，所述电源模块包括太阳能充电板和可充电电池，所述可充电电池设置于所述太阳能充电板的下底部，所述太阳能充电板倾斜地设置于输电铁塔的上端部，且所述太阳能充电板与所述可充电电池电连接，所述可充电电池分别与所述监测主机和同步高清摄像机电连接。
进一步的，所述监测主机内设有主控芯片、以及与所述主控芯片电连接的无线数据传输模块和存储模块；主控芯片用于测算两条输电线交叉跨越点之间的距离，在两条输电线交叉跨越点之间的距离小于阈值时进行预警；存储模块用于保存预警信息；无线数据传输模块将预警信息无线上传到云端存储服务器。
本发明的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法和系统，通过双目摄像机实时采集输电线的图像数据，并传输至智能主机，智能主机通过4G无线通信模块将图像信息无线传输至远程监测终端，远程监测终端通过内置的算法程序在线三维重建输电线路通道三维点云，并对输电线路导线进行矢量化拟合，计算出输电线交叉跨越点的距离与原始值之间的变化情况，当超过安全值时进行预警，从而实现输电线交叉跨越距离的测算和安全预警，通过采用可靠、安全、非接触式的基于双目立体视觉测量输电线路导线间距的技术方案，以代替人工检修的方式实现对输电线路关键交叉跨越点的全天候监测，可以方便有效地快速测量出导线间距，提高了输电线路巡检的工作效率，同时，能够对可能存在的风险予以提前规避，可有效降低工作人员的维护频率，保障了电网运行的安全性，具有较高的应用推广价值。
附图说明
图1为本发明的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法的步骤示意图；
图2为本发明的输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本发明的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，包括以下步骤：
步骤1、通过设置于输电铁塔的上端部的两个同步高清摄像机分别对输电线路中待检测的同一段相邻两条输电线中的每一条输电线分别进行图像采集，获取从两个视角对所述同一段相邻两条输电线进行拍摄的视频影像数据，并实时传输至监测主机。
步骤2、监测主机根据所述视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中的移动图像数据。
步骤3、通过特征比对法分析所述移动图像数据，获得目标模型信息。
步骤4、将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息。
步骤5、监测主机实时将预警信息上传至云存储服务器，远程监测中心实时从云存储服务器获取所述预警信息。
具体地，所述视频影像数据包括运输区域的视频影像数据和输电线路上各导线的视频影像数据。
具体地，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中移动图像数据还包括：根据所述视频影像数据中输电线路上各导线的视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中各导线的表征图像数据；将所述表征图像数据与预存的故障导线图像数据比较，当所述表征图像数据中存在与预存的故障导线图像数据相似度高于预设阈值的导线表征图像时，生成预警信息。
具体地，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
根据所述目标模型信息和所述图像采集装置的位置信息计算获得目标模型的高度信息；
将所述高度信息与所述输电线路的垂降高度比较，当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值时，获取所述目标模型的位置信息；
将所述位置信息与预设范围比较，当所述目标模型信息进入预设范围内时，生成预警信息。
具体地，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值，且所述目标模型未进入预设范围内时，根据所述位置信息和所述视频影像数据采集间隔周期计算获得所述目标模型的移动速度信息；
根据所述移动速度信息计算获得所述目标到达预设范围的预测时间；
根据所述预测时间生成预警信息。
本发明的输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统，包括监测主机100、同步高清摄像机200、电源模块300、云端存储服务器400以及远程监控中心500，所述同步高清摄像机200分别可上下、左右转动的设置于输电铁塔的上端部的横杆的两端，所述同步高清摄像机200的前端部分别设有一高清摄像头模组201，用于获取从两个视角对同一段相邻两条导线进行拍摄的图像数据，所述监测主机100内设有主控芯片101以及与所述主控芯片101电连接的无线数据传输模块102和存储模块103，主控芯片用于测算两条输电线交叉跨越点之间的距离，在两条输电线交叉跨越点之间的距离小于阈值时进行预警；存储模块用于保存预警信息；无线数据传输模块将预警信息无线上传到云端存储服务器。所述监测主机100和电源模块300均设置于输电铁塔的上端部，所述电源模块300分别与所述监测主机100和同步高清摄像机200电连接，所述同步高清摄像机200分别与所述监测主机100数据连接，所述监测主机100用于实时获取所述同步高清摄像机200的图像视频信息，并对输电线交叉跨越点距离实时进行测算与预警。所述监测主机100通过所述无线数据传输模块102与所述云端存储服务器400无线数据通信连接，所述远程监测中心500与所述云端存储服务器400数据通信连接。
具体地，所述电源模块300包括太阳能充电板301和可充电电池302，所述可充电电池302设置于所述太阳能充电板301的下底部，所述太阳能充电板301倾斜地设置于输电铁塔的上端部，且所述太阳能充电板301与所述可充电电池302电连接，所述可充电电池302分别与所述监测主机100和同步高清摄像机200电连接。
具体地，所述主机芯片101采用Xilinx的FPGA-XC6SLX16芯片。
具体地，所述无线通信模块102采用4G无线通信模块。
本发明的工作原理为：通过高清同步摄像机从两个视角对同一段相邻两条导线进行拍摄图像和视频，并实时并传输至监测主机，通过左右摄像机拍摄的图像进行匹配，监测主机通过内置的算法程序在线三维重建输电线路通道三维点云，并对输电线路导线进行矢量化拟合，分别获取三维场景下待检测的同一段相邻两条导线的三维直线方程；根据同一段相邻两条导线的三维直线方程，获取同一段相邻两条导线的距离值，以判断输电线路是否出于安全运行状态下，当超过安全值时进行预警，监测主机通过4G无线通信模块将预警信息上传至云端存储服务器存储，同时远程监测中心从云端存储服务器实时获取预警信息，从而实现输电线交叉跨越距离的测算和安全预警，实现对输电线路关键交叉跨越点的实时监测，确保输电线供电电气，通过双目摄像机监测取代人工定期测量的传统方式，可以方便有效地快速测量出输电交叉跨越线的间距，提高了输电线路巡检的工作效率，保障了电网运行的安全性，降低了劳动强度，提高测量精度，且安装方便快捷，通过采用太阳能供电，解决了有线电源供电模块接线不方便的问题。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通过两个同步高清摄像机分别对输电线路中待检测的同一段相邻两条输电线中的每一条输电线分别进行图像采集，获取视频影像数据，并实时传输至监测主机；
步骤2、监测主机根据所述视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中的移动图像数据；
步骤3、通过特征比对法分析所述移动图像数据，获得目标模型信息；
步骤4、将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息；
步骤5、监测主机实时将预警信息上传至云存储服务器，远程监测中心实时从云存储服务器获取所述预警信息。
2.根据权利要求1所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，其特征在于，所述视频影像数据包括运输区域的视频影像数据和输电线路上各导线的视频影像数据。
3.根据权利要求1所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，其特征在于，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中移动图像数据还包括：根据所述视频影像数据中输电线路上各导线的视频影像数据，通过双目立体视觉成像技术获得所述视频影像数据中各导线的表征图像数据；将所述表征图像数据与预存的故障导线图像数据比较，当所述表征图像数据中存在与预存的故障导线图像数据相似度高于预设阈值的导线表征图像时，生成预警信息。
4.根据权利要求1所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，其特征在于，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
根据所述目标模型信息和所述图像采集装置的位置信息计算获得目标模型的高度信息；
将所述高度信息与所述输电线路的垂降高度比较，当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值时，获取所述目标模型的位置信息；
将所述位置信息与预设范围比较，当所述目标模型信息进入预设范围内时，生成预警信息。
5.根据权利要求1所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警方法，其特征在于，将所述目标模型信息与告警阈值比较，根据比较结果生成预警信息包括：
当所述高度信息与所述垂降高度之间小于预定阈值，且所述目标模型未进入预设范围内时，根据所述位置信息和所述视频影像数据采集间隔周期计算获得所述目标模型的移动速度信息；
根据所述移动速度信息计算获得所述目标到达预设范围的预测时间；
根据所述预测时间生成预警信息。
6.一种输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统，其特征在于，包括监测主机、同步高清摄像机、电源模块、云端存储服务器以及远程监控中心，所述同步高清摄像机分别可转动地设置于输电铁塔的上端部的横杆的两端；所述监测主机和电源模块均设置于输电铁塔的上端部；所述监测主机与所述同步高清摄像机连接，所述监测主机与所述云端存储服务器无线连接，所述远程监测中心与所述云端存储服务器数据通信连接；所述电源模块给所述监测主机和同步高清摄像机供电。
7.根据权利要求6所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统，其特征在于，所述电源模块包括太阳能充电板和可充电电池，所述可充电电池设置于所述太阳能充电板的下底部，所述太阳能充电板倾斜地设置于输电铁塔的上端部，且所述太阳能充电板与所述可充电电池电连接，所述可充电电池分别与所述监测主机和同步高清摄像机电连接。
8.根据权利要求6所述的输电线路交叉跨越点在线监测与预警系统，其特征在于，所述监测主机内设有主控芯片、以及与所述主控芯片电连接的无线数据传输模块和存储模块；主控芯片用于测算两条输电线交叉跨越点之间的距离，在两条输电线交叉跨越点之间的距离小于阈值时进行预警；存储模块用于保存预警信息；无线数据传输模块将预警信息无线上传到云端存储服务器。
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