適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力設(shè)施安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適于抖動環(huán)境的高壓輸電 線路防外破告警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)基礎(chǔ)建設(shè)范圍越來越大。高壓輸電線路保護區(qū)內(nèi)的違 章施工作業(yè)、違章植樹建房等人為因素，以及刮風(fēng)導(dǎo)致樹枝、風(fēng)箏掛載到電力線上等自然因 素造成的外力破壞行為給高壓輸電線路的安全運行帶來了嚴(yán)重的威脅。如果不及時發(fā)現(xiàn)和 處理，容易引起大面積停電、火災(zāi)甚至人員傷亡等災(zāi)難事故，造成巨大的直接和間接經(jīng)濟損 失。因此，對高壓輸電線路的外破行為進行有效的監(jiān)控及預(yù)警日益受到供電部門的認(rèn)可和 重視。
[0003] 目前，對高壓輸電線路的外破行為進行監(jiān)控和預(yù)警的裝置、系統(tǒng)或方法已見研究， 如申請公布號為CN103501055A的中國專利文獻，公開了一種"高壓輸電線路防外破監(jiān)控裝 置"，其由前端設(shè)備和室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備組成，前端設(shè)備包括太陽能板、蓄電池、監(jiān)控攝像機和 3G終端設(shè)備組成；室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備由圖像工作站、PC工作站及短信呼叫裝置等組成；又如申 請公布號為CN104464149A的中國專利文獻，公開了一種"電力設(shè)施防外破監(jiān)控管理系統(tǒng)"， 其主要包括攝像機、圖像處理器、無線通信組件、閃光報警裝置等組成，通過前端現(xiàn)場攝像、 圖像信號處理后視情況報警。目前，如前述的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)或裝置，其在天氣環(huán)境較好、前 端裝置所在處無較大震動也即攝像裝置在平穩(wěn)的狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的監(jiān)控效果。然而， 由于前端裝置中的攝像裝置通常安裝在高壓輸電線路的桿塔上，當(dāng)實際工作中遇到大風(fēng)天 氣、桿塔下方有重型機械施工等最需要監(jiān)控預(yù)警的時候，由于大風(fēng)或重型機械施工引起桿 塔震動等外力因素的影響，使得桿塔上的攝像裝置有較大幅度的抖動，勢必使得其所拍攝 的圖像出現(xiàn)斷續(xù)、不清晰等狀態(tài)，而目前常見的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)或裝置未見考慮攝像裝置抖 動這一工況，使得高壓電纜在最需要監(jiān)控預(yù)警的時候不能有效工作，嚴(yán)重影響監(jiān)控預(yù)警系 統(tǒng)或裝置的使用效果和工作可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：針對【背景技術(shù)】所提出的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適應(yīng)能力 強、可靠性高、使用時監(jiān)控實時性好且能夠有效克服大風(fēng)、重型機械施工引起攝像裝置震動 等惡劣工況的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)， 包括前端裝置和后臺裝置；上述的前端裝置包括箱體、太陽能電池板、蓄電池、聲光報警器； 后臺裝置包括后臺監(jiān)控服務(wù)器、PC機工作站、監(jiān)控用手機；其結(jié)構(gòu)特點是：上述的前端裝置 還包括避雷器、紅外攝像機、電源管理板以及嵌入式圖像處理板；嵌入式圖像處理板上拓展 設(shè)置有WIFI通信模塊、3G通信模塊和GPS模塊；后臺裝置還包括iPAD移動終端； 上述的避雷器、太陽能電池板、紅外攝像機以及聲光報警器設(shè)置在箱體上；蓄電池、電 源管理板以及嵌入式圖像處理板設(shè)置在箱體內(nèi)； 紅外攝像機與嵌入式圖像處理板雙向信號電連接；聲光報警器與嵌入式圖像處理板信 號電連接；太陽能電池板、蓄電池和電源管理板依次串接，電源管理板還與嵌入式圖像處理 板控制信號電連接；電源管理板為前端裝置提供工作電源并受嵌入式圖像處理板控制對紅 外監(jiān)控攝像頭和聲光報警器進行供電和斷電管理； PC機工作站與后臺監(jiān)控服務(wù)器雙向信號電連接；監(jiān)控用手機與后臺服務(wù)器無線通信 連接；后臺監(jiān)控服務(wù)器通過3G網(wǎng)絡(luò)經(jīng)3G通信模塊與嵌入式圖像處理板通信連接；iPAD移 動終端經(jīng)WIFI通信模塊與嵌入式圖像處理板通信連接；GPS模塊用于對前端裝置定位和提 供時間信息； 上述的嵌入式圖像處理板為能夠?qū)t外攝像機在抖動狀態(tài)下拍攝的圖像進行圖像防 抖動處理的嵌入式圖像處理板。
[0006] 進一步的方案是：所述的嵌入式圖像處理板進行圖像防抖動處理的方法，包括以 下步驟： ① 取視頻中的第一幀圖片作為基準(zhǔn)圖像； ② 從視頻第一幀開始采用SURF算法提取尺度不變的特征點； ③ 視頻中每一幀與基準(zhǔn)圖像進行相關(guān)的特征點匹配； ④ 得到基準(zhǔn)圖像的一個特征點與第i幀圖像的相匹配的一個特征點之間的距離為 ，設(shè)視頻的幀率為，則特征點運動的速率為
再設(shè)定一個速率閾值 T，若Γ >T時，則去掉該特征點，否則保留該特征點； ⑤ 對抖動的圖像進行運動補償：通過得到的視頻中第一幀的特征點坐標(biāo)和 第j幀相匹配的特征點坐標(biāo)
可得到第j幀圖片偏移量:：
則:$:、 A和p滿足：
將第j幀圖片&通過平移=安實現(xiàn)對抖動幀卷的運動補償?shù)玫椒€(wěn)定后的圖像； ⑥ 保存運動補償過的第j幀圖片，對其他幀圖像做相同處理，直至視頻結(jié)束。
[0007] 優(yōu)選的技術(shù)方案是：上述的紅外監(jiān)控攝像機為配設(shè)有云臺控制系統(tǒng)、最大監(jiān)控距 離為IOOm的球機。
[0008] 優(yōu)選的技術(shù)方案是：上述的嵌入式圖像處理板為采用基于ARM9的四核多處理器 芯片的圖像處理板。
[0009] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告 警系統(tǒng)，具有圖像防抖動處理功能，其在使用時，在大風(fēng)、重型機械施工引起紅外攝像機震 動造成監(jiān)測圖像出現(xiàn)抖動時，嵌入式圖像處理板采用精確度高的特征點檢測和圖像匹配技 術(shù)，能有效的為抖動的視頻提供快速、有效、實時性好的補償，使得其依然能夠?qū)崿F(xiàn)正常報 警；采用紅外輔助的高清攝像頭，具有夜視功能，可晝夜監(jiān)測，工作可靠性好。
[0010] (2)本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單牢固，制造 加工簡單、成本較低，易于大規(guī)模生產(chǎn)。（3)本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破 告警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r地將現(xiàn)場防外破車輛類目標(biāo)進行抓拍并傳送至服務(wù)器進行保存，并推 送至對應(yīng)手機移動監(jiān)控終端。（4)本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)， 本發(fā)明的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)，實時性高、全自動、集成度高、重 量輕、適用面廣。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2為使用時圖1中嵌入式圖像處理板實施的防外破目標(biāo)圖像處理方法流程圖； 圖3為使用時圖1中嵌入式圖像處理板實施的對紅外攝像機在抖動狀態(tài)下拍攝的圖像 進行處理的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0013] (實施例1) 見圖1，本實施例的適于抖動環(huán)境的高壓輸電線路防外破告警系統(tǒng)，其主要由前端裝置 和后臺裝置組成。
[0014] 前端裝置包括箱體、避雷器、太陽能電池板、紅外攝像機、聲光報警器、蓄電池、電 源管理板以及嵌入式圖像處理板組成；嵌入式圖像處理板上拓展設(shè)置有WIFI通信模塊、3G 通信模塊和GPS模塊。
[0015] 避雷器、太陽能電池板、紅外攝像機以及聲光報警器設(shè)置在箱體上；蓄電池、電源 管理板以及嵌入式圖像處理板設(shè)置在箱體內(nèi)。
[0016] 避雷器用于前端裝置防雷擊；太陽能電池板、蓄電池和電源管理板依次串接，電源 管理板還與嵌入式圖像處理板信號電連接，受嵌入式圖像處理板控制。電源管理板主要用 于為前端裝置提供+5V和+12V的工作電源；在嵌入式圖像處理板的控制下對紅外監(jiān)控攝像 頭和聲光報警器進行供電和斷電管理。
[0017] 紅外攝像機用于對高壓輸電線路待監(jiān)控區(qū)域進行目標(biāo)監(jiān)測，紅外攝像機與嵌入式 圖像處理板雙向信號電連接。本實施例中，紅外攝像機由球機構(gòu)成，最大監(jiān)控距離在l〇〇m， 供電采用12V電源，可晝夜連續(xù)監(jiān)測，帶云臺控制系統(tǒng)。本實施例中，紅外攝像機在工作時， 采用每1分鐘抓拍一次現(xiàn)場圖片用于進行防外破目標(biāo)分析。
[0018] 嵌入式圖像處理板用于對紅外攝像機發(fā)送的圖像信號進行實時處理并進行目標(biāo) 識別，根據(jù)設(shè)定的閾值控制聲光報警器啟閉，負(fù)責(zé)與后臺裝置的信息傳輸通信，以及，對電 源管理板進行控制。
[0019] 嵌入式圖像處理板上拓展設(shè)置的GPS模塊，用于對前端裝置進行定位和提供時間 信息；WIFI通信模塊和3G通信模塊用于負(fù)責(zé)嵌入式圖像處理板和后臺裝置的信號傳輸通 {目。
[0020] 后臺裝置主要由后臺監(jiān)控服務(wù)器、PC機工作站、監(jiān)管人員所持的監(jiān)控用手機和 iPAD移動終端組成。
[0021] 后臺監(jiān)控服務(wù)器用于通過3G網(wǎng)絡(luò)與嵌入式圖像處理板通信；接收嵌入式圖像處 理板通過其上拓展設(shè)置的3G通信模塊發(fā)送的經(jīng)過圖像處理得到的現(xiàn)場報警圖片；將接收 的現(xiàn)場報警圖片推送至PC機工作站、監(jiān)管人員所持的監(jiān)控用手機，向監(jiān)管人員所持的監(jiān)控 用手機發(fā)送短信，以及，傳遞PC機工作站向嵌入式圖像處理板發(fā)送的相關(guān)控制命令。
[0022] 監(jiān)管人員所持的監(jiān)控用手機用于接收后臺監(jiān)控服務(wù)