CN112881870A - 一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质 - Google Patents

一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明示出一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质，解决了输电线路通道树木与导线距离的估算问题。本发明示出一种输电线路树障距离的估算方法，包括：获取输电线路树障的特征图像，特征图像包括：树木、导线和绝缘子串；识别树木、导线和绝缘子串的轮廓；获取绝缘子串的电压等级；通过电压等级，得到绝缘子串的长度li；计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi；计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni；通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L。本发明示出的估算方法简单，容易在输电线路无人机巡视、直升机巡视中推广。

Description

一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质
技术领域
本发明涉及输电线路运维技术领域，尤其涉及一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质。
背景技术
输电线路具有覆盖区域广、穿越区域地形复杂且自然环境恶劣，特别是经过大量的山区、森林覆盖区。树障是外力破坏当中的重要组成部分，树障与导线之间的安全距离不够容易导致线路对树木进行放电，造成输电线路因线路跳闸造成故障停运等事故的发生。输电走廊内的树木逐渐成为影响输电线路安全运行的大问题。输电走廊内树木对输电线路的威胁来自于其自身相对于导线高度的安全距离不够，从而引起树木对导线的直接接触或是在风的作用下的间接接触引起线路的相间短路，而导致跳闸。严重的还会引起断线、倒杆情况的发生。不仅会对本条线路正常运行产生巨大影响，更有可能影响到整个电网的正常运行。
现有技术中，对树障隐患的发现主要以人工巡视为主，巡视人员通过经验估计判断线树之间的大概距离，比较费时费力，且误差较大。随着科技的发展，无人机巡视开始得到大量的应用，甚至在部分电网企业，也开始尝试使用高分辨率卫星成像开展输电线路的巡视工作。
然而，现有技术存在如下问题：基于无人机和卫星图像来判读树障距离还是比较大技术难题。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种输电线路树障距离的估算方法、系统、设备和介质，用于在无人机拍摄和高分辨率卫星拍摄的图像中，快速判读树障的距离。
本发明第一方面示出一种输电线路树障距离的估算方法，包括：
获取输电线路树障的特征图像，特征图像包括：树木、导线和绝缘子串；
识别树木、导线和绝缘子串的轮廓；
获取绝缘子串的电压等级；
通过电压等级，得到绝缘子串的长度li；
计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi；
计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni；
通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L。
进一步，通过图像处理技术获取识别图像中树木、导线、绝缘子串的轮廓。
进一步，获取绝缘子串的电压等级，包括：
根据绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数对应得到绝缘子串的电压等级。
进一步，垂直距离的长度为树木的轮廓和导线的轮廓之间的最短长度。
进一步，通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L为，
Figure BDA0002893548040000021
进一步，计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi，包括：
计算绝缘子串的多个轴向长度的像元个数，取其平均值记作mi。
在一些实施例中，识别图像中树木、导线、绝缘子串的轮廓，还包括：
识别导线的包络线的轮廓。
本发明第二方面示出一种输电线路树障距离的估算系统，包括：
摄像模块，被配置为获取输电线路树障的特征图像；
图像识别模块，被配置为识别包括树木、导线和绝缘子串的特征图像，识别树木、导线和绝缘子串的轮廓，识别导线的包络线的轮廓；
计算模块，被配置为计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数，计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi，计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni，通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L。
本发明第三方面示出一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述一种输电线路树障距离的估算方法的步骤。
本发明第四方面示出一种存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述一种输电线路树障距离的估算方法的步骤。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种输电线路树障距离估算方法，获取输电线路树障的特征图像，特征图像包括：树木、导线和绝缘子串；识别树木、导线和绝缘子串的轮廓；获取绝缘子串的电压等级；通过电压等级，得到绝缘子串的长度li；计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi；计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni；通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L。具有以下积极的优点：针对输电线路的树障问题，无需巡视人员到达输电线路杆塔下方去估计距离，仅需要通过无人机巡视图像或者卫星拍摄图像，根据绝缘子串的已知像元个数来快速估算树障距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种输电线路树障距离的估算方法的第一实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的一种输电线路树障距离的估算系统的一实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的计算机设备的一实施例的结构示意图；
图4是本发明提供的存储介质的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
图1是本发明提供的一种输电线路树障距离的估算方法的第一实施例的流程示意图。如图1所示，
S101获取输电线路树障的特征图像，特征图像包括：树木、导线和绝缘子串；
通过无人机巡视图像或者卫星拍摄图像，选择合适的图像作为特征图像，特征图像应包括：树木、导线和绝缘子串。
S102识别树木、导线和绝缘子串的轮廓；
通过图像识别技术识别图像中树木、导线、绝缘子串的轮廓。识别图像的轮廓就是识别图像的边缘。具体来说，是识别树木的边缘、导线的包络线的边缘和绝缘子串的边缘。
S103获取绝缘子串的电压等级；
绝缘子串的轮廓包络线类似于糖葫芦形状，可根据绝缘子串的大概片数判断电压等级；现实中110kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为7-10片、220kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为13-18片、330kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为17-23片、500kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为25-32片、750kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为32-38片。
根据绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数对应得到绝缘子串的电压等级。
S104通过电压等级，得到绝缘子串的长度li；
为偏严格估算，若判断为110kV电压等级，则绝缘子串长度估计为l1＝10*0.146m约1.5m；若判断为220kV电压等级，则绝缘子串估计为l2＝18*0.146m约2.7m；若判断为330kV电压等级，则绝缘子串估计为l3＝23*0.146m约3.4m；若判断为500kV电压等级，则绝缘子串估计为l4＝32*0.155m约5m；若判断为750kV电压等级，则绝缘子串估计为l5＝38*0.155m约5.9m。
S105计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi；
比如一张图片上的分辨率1024*640，在长度方向上就是1024个像元，计算绝缘子串在图像中占的比例，进而得到绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi。
优选地，计算绝缘子串的多个轴向长度的像元个数，取其平均值记作mi。
S106计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni；
比如一张图片上的分辨率1024*640，在长度方向上就是1024个像元，计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度在图像中占的比例，进而得到树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度包含的像元个数mi。
优选地，垂直距离的长度为树木的轮廓和导线的轮廓之间的最短长度。
S107通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L；
Figure BDA0002893548040000041
图2是本发明提供的一种输电线路树障距离的估算系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，输电线路树障距离的估算系统10包括摄像模块11、图像识别模块12、计算模块13。
摄像模块11用于获取输电线路树障的特征图像。
图像识别模块12识别包括树木、导线和绝缘子串的特征图像，识别树木、导线和绝缘子串的轮廓，识别导线的包络线的轮廓。
计算模块13用于计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数，计算绝缘子串的轮廓中绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi，计算树木的轮廓和导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni，通过li、mi和ni，得到树木的轮廓和导线的轮廓之间的距离L。
图3是本发明提供的计算机设备的一实施例的结构示意图。如图3所示，计算机设备20包括处理器21、存储器22。处理器21耦接存储器22。存储器22中存储有计算机程序，处理器21在工作时执行该计算机程序以实现如图1所示的方法。详细的方法可参见上述，在此不再赘述。计算机程序被处理器21执行时，使得处理器21执行上述一种输电线路树障距离的估算方法的步骤。
图4是本发明提供的存储介质的一实施例的结构示意图。如图4所示，计算机可读存储介质30中存储有至少一个计算机程序31，计算机程序31用于被处理器执行以实现如图1所示的方法，详细的方法可参见上述，在此不再赘述。在一个实施例中，计算机可读存储介质30可以是终端中的存储芯片、硬盘或者是移动硬盘或者优盘、光盘等其他可读写存储的工具，还可以是服务器等等。存储介质存储有计算机程序31，计算机程序31被处理器21执行时，使得处理器21执行上述一种输电线路树障距离的估算方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和以及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本发明总的构思下的几个示例，并不构成本发明保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本发明方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种输电线路树障距离的估算方法，其特征在于，包括：
获取输电线路树障的特征图像，所述特征图像包括：树木、导线和绝缘子串；
识别所述树木、所述导线和所述绝缘子串的轮廓；
获取所述绝缘子串的电压等级；
通过所述电压等级，得到所述绝缘子串的长度li；
计算所述绝缘子串的轮廓中所述绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi；
计算所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni；
通过所述li、所述mi和所述ni，得到所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间的距离L。
2.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，通过图像处理技术获取所述识别所述树木、所述导线和所述绝缘子串的轮廓。
3.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述获取所述绝缘子串的电压等级，包括：
根据所述绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数对应得到所述绝缘子串的电压等级。
4.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述垂直距离的长度为所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间的最短长度。
5.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述通过所述li、所述mi和所述ni，得到所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间的距离L为，
Figure FDA0002893548030000011
6.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述计算所述绝缘子串的轮廓中所述绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi，包括：
计算所述绝缘子串的多个轴向长度的像元个数，取其平均值记作mi。
7.根据权利要求2所述的估算方法，其特征在于，所述识别图像中树木、导线、绝缘子串的轮廓，还包括：
识别所述导线的包络线的轮廓。
8.一种输电线路树障距离的估算系统，其特征在于，包括：
摄像模块，被配置为获取输电线路树障的特征图像；
图像识别模块，被配置为识别包括树木、导线和绝缘子串的所述特征图像，识别所述树木、所述导线和所述绝缘子串的轮廓，识别所述导线的包络线的轮廓；
计算模块，被配置为计算所述绝缘子串的轮廓中绝缘子串的片数，计算所述绝缘子串的轮廓中所述绝缘子串的轴向长度中包含的像元个数mi，计算所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间垂直距离的长度所包含的像元个数ni，通过所述li、所述mi和所述ni，得到所述树木的轮廓和所述导线的轮廓之间的距离L。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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