本實用新型提出了一種輸電線路舞動智能視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

輸電線路常年運行于野外，地理和氣象條件復(fù)雜，易受大風天氣、覆冰覆雪等影響引發(fā)舞動，對輸電線路及桿塔的穩(wěn)定可靠運行帶來危害；氣候變化頻繁地區(qū)惡劣天氣頻繁出現(xiàn)，輸電線路遭受舞動災(zāi)害的概率和程度較大，因此需要對輸電線路舞動進行實時監(jiān)測，確保輸電線路安全穩(wěn)定運行。

目前在電力系統(tǒng)中，輸電線路舞動監(jiān)測多采用人工巡線的方式，人工巡線受天氣影響嚴重，輸電線路舞動多發(fā)生于惡劣氣候條件下，對人工出行造成極大困難，而且效率低、成本高、智能化程度低，無法滿足電網(wǎng)智能化發(fā)展和管理的需求。

基于視頻的輸電線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便、智能化程度高、受天氣影響小等諸多優(yōu)點，中國專利“一種關(guān)于高壓輸電線路導(dǎo)線舞動的視頻監(jiān)測系統(tǒng)”（申請?zhí)枺?01110385684.8）提出了高壓輸電線路導(dǎo)線舞動的視頻監(jiān)測系統(tǒng)和計算方法，但是需要將采集到的視頻圖像無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器進行處理，傳輸過程中數(shù)據(jù)容易丟失、數(shù)據(jù)傳輸難度大、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高；多個檔距的圖像都需要匯總到數(shù)據(jù)服務(wù)器處理，實現(xiàn)的難度較大；處理過程中需要人工輔助參與，不但進一步增加了實現(xiàn)的難度，而且喪失了舞動監(jiān)測的時效性；一個檔距就需要3臺攝像機，成本也較高。

綜上所述，現(xiàn)有主要的舞動監(jiān)測方式成本高、智能化程度低，視頻數(shù)據(jù)傳輸難度大，時效性差，存在諸多缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便、智能化程度高、受天氣影響小的輸電線路舞動智能視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，同時為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將現(xiàn)場采集的輸電線路視頻實時就地分析處理，有效降低了數(shù)據(jù)傳輸難度和運行成本、大大提高了舞動監(jiān)測的實效性和智能化程度；消除了多種因素造成的干擾，并且采用實際尺寸與視頻尺寸的對應(yīng)比例作為標尺，處理結(jié)果可靠，準確性高。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

所述的輸電線路舞動智能視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)包括視頻采集模塊（1）、通訊模塊（2）、數(shù)據(jù)分析處理模塊（3），固定安裝于桿塔（4）上，保證視頻采集模塊（1）能夠完整采集被監(jiān)測的輸電線路（5）和相鄰桿塔（6）的視頻，并將所述視頻實時送往數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）進行處理分析。系統(tǒng)對采集到的視頻數(shù)據(jù)進行就地分析處理，不用進行視頻圖像數(shù)據(jù)傳輸，降低了數(shù)據(jù)傳輸難度和運行成本，解決了視頻數(shù)據(jù)量過大時中心服務(wù)器處理難度過大的問題。

所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）進行視頻的單幀圖像實時分析處理，消除環(huán)境因素影響，提取并形成輸電線路（5）的幾何信息，并確定其連接相鄰桿塔（6）的端點數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）根據(jù)預(yù)存的桿塔（4）和相鄰桿塔（6）的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應(yīng)比例標尺，確定輸電線路（5）的空間坐標，完成單幀分析處理。輸電線路（5）的幾何信息包括輸電線路（5）輸電線輪廓，以及兩側(cè)桿塔外輪廓，結(jié)合相鄰桿塔（6）的端點數(shù)據(jù)可以準確計算檔距在圖像中的長度。檔距可以通過實地測量或者由線路參數(shù)直接獲得，并且檔距在圖像或視頻信息中易于測量，作為標尺可以提高系統(tǒng)的計算精度。在考慮視覺偏差影響時，系統(tǒng)還可包含水平垂直方向測量傳感器，實時獲得水平或垂直信息，對采集的視頻信息進行角度矯正，使圖像處理和計算過程中不會受拍攝角度影響而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，有效提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）對單幀分析處理后的輸電線路（5）連續(xù)圖像幀進行幀間差分處理，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡，所述的舞動軌跡為整條輸電線路（5）的舞動軌跡。

所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）根據(jù)輸電線路（5）的空間坐標以及輸電線路（5）舞動軌跡，計算輸電線路（5）的舞動振幅和舞動頻率。

所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）將實時就地計算出的振幅和頻率進行存儲，通過通訊模塊（2）上傳，并與設(shè)定的振幅和頻率限值比較，超限后進行預(yù)警或報警；預(yù)警和報警可以通過采用不同的限值設(shè)定實現(xiàn)，而且預(yù)警也有助于運行人員提前關(guān)注可能發(fā)生問題的線路，提前準備、及時處理。

所述的視頻的單幀圖像實時分析處理，是采用智能圖像處理技術(shù)對視頻采集模塊（1）采集到的每幀圖像信息進行包括濾波去噪、圖像增強、灰度化處理、邊緣檢測等處理，降低復(fù)雜環(huán)境背景對系統(tǒng)圖像處理的干擾，提高舞動監(jiān)測的準確性。由于輸電線路所處地理環(huán)境復(fù)雜，終年暴露于野外，進行圖像采集過程中，將會因天氣、光線等因素變化，而使采集到的圖像模糊，甚至充滿噪聲，對圖像信息進行預(yù)處理可以有效去除噪聲，增加圖像的清晰度。

所述的對單幀分析處理后的輸電線路（5）連續(xù)圖像幀進行幀間差分處理，是去除連續(xù)幀圖像之間重合部分，提取連續(xù)幀圖像中運動物體的圖像信息，同時對幀差處理后的圖像進行閾值分割，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡。

所述的計算輸電線路（5）的舞動振幅，是結(jié)合輸電線路（5）運動軌跡，對多幀連續(xù)視頻圖像中輸電線路（5）的空間坐標變化規(guī)律進行分析，計算出輸電線路（5）往返變化的雙側(cè)最大值，將該值除以2即得到輸電線路（5）的舞動振幅。由于獲得的舞動軌跡是整條線路的，多幀連續(xù)軌跡疊加后構(gòu)成的為類似紡錘體的軌跡圖，在該圖中很容易找到紡錘體的放出體最大值，計算簡單方便。

所述的計算輸電線路（5）的舞動振幅，是將對應(yīng)雙側(cè)最大值的視頻圖像幀號之差，乘以相鄰2幀的時間間隔，然后乘以2即得到輸電線路（5）的舞動頻率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有如下優(yōu)點：

采用智能視頻進行輸電線路舞動在線監(jiān)測，具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便、不需人工干預(yù)、受天氣影響小等優(yōu)點；而且對視頻圖像信息實時就地分析處理，降低了數(shù)據(jù)傳輸難度和運行成本，大大提高了舞動監(jiān)測的實效性和智能化程度。

利用輸電線路兩端桿塔之間的檔距作為標尺，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應(yīng)比例關(guān)系，獲取容易、可操作性強，有效提高了計算精度，提高測量的準確率。

在智能視頻分析處理過程中，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，考慮了視覺偏差影響，有效提高了系統(tǒng)的測量精度。

附圖說明

圖1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：系統(tǒng)固定式安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—視頻采集模塊、2—通訊模塊、3—數(shù)據(jù)分析處理模塊、4—桿塔、5—輸電線路、6—相鄰桿塔、7—中心服務(wù)器、8—系統(tǒng)固定式結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖1所示，系統(tǒng)包括視頻采集模塊（1）、通訊模塊（2）、數(shù)據(jù)分析處理模塊（3），集成為一體，構(gòu)成固定式結(jié)構(gòu)（8）；視頻采集模塊（1）采集的視頻數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)分析處理模塊（3），數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）通過通訊模塊（2）與外界交換數(shù)據(jù)。

如圖2和圖1所示，系統(tǒng)采用固定式結(jié)構(gòu)（8），固定安裝于桿塔（4）上，保證視頻采集模塊（1）能夠完整采集被監(jiān)測的輸電線路（5）和相鄰桿塔（6）的視頻，并將所述視頻實時送往數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）進行處理分析。由于輸電線路（5）舞動的頻率不高，視頻圖像采集模塊（1）可以采用普通的數(shù)碼攝像機，實時采集輸電線路（5）的視頻信息。系統(tǒng)對采集到的視頻數(shù)據(jù)進行就地分析處理，不用進行視頻圖像數(shù)據(jù)傳輸，降低了數(shù)據(jù)傳輸難度和運行成本，解決了視頻數(shù)據(jù)量過大時中心服務(wù)器處理困難的問題。

數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）進行視頻的單幀圖像實時分析處理，消除環(huán)境因素影響，提取并形成輸電線路（5）的幾何信息，并確定其連接相鄰桿塔（6）的端點數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）根據(jù)預(yù)存的桿塔（4）和相鄰桿塔（6）的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應(yīng)比例標尺，確定輸電線路（5）的空間坐標，完成單幀分析處理。輸電線路（5）的幾何信息包括輸電線路（5）輸電線輪廓，以及兩側(cè)桿塔外輪廓，結(jié)合相鄰桿塔（6）的端點數(shù)據(jù)可以準確計算檔距在圖像中的長度。

數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）對單幀圖像分析處理后的輸電線路（5）連續(xù)圖像幀進行幀間差分處理，去除連續(xù)幀圖像之間重合部分，提取連續(xù)幀圖像中運動物體的圖像信息，同時對幀差處理后的圖像進行閾值分割，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡。

數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）根據(jù)輸電線路（5）的空間坐標以及輸電線路（5）舞動軌跡，計算輸電線路（5）的舞動振幅和舞動頻率，并與設(shè)定的舞動振幅和舞動頻率限值比較，超限后進行預(yù)警或報警；數(shù)據(jù)分析處理模塊（3）將實時就地計算出的振幅與頻率進行本地存儲，同時通過通訊模塊（2）將舞動振幅和舞動頻率以及預(yù)警或報警信息上傳至中心服務(wù)器（7）。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施實例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。