[發明專利]一種基于雷達和視頻融合的輸電線路立體防護裝置

有效

• 申請號: 201610537281.3
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106157507B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 黃凱;劉新;雷丞
• 申請（專利權）人: 武漢三江中電科技有限責任公司
• 主分類號: G08B13/196
• 分類號: G08B13/196;G08B13/22;G06K9/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方放

技術領域

本發明屬于輸電線路在線監測領域，尤其涉及輸電線路防外力破壞裝置。

背景技術

近年來，在國民經濟持續發展的帶動下，我國的電力需求快速增長，隨著電網規模不斷擴大，電力建設發展成為以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網，變電站和電網輸送容量越來越大，電力設施一旦出現事故將帶來難于估量的經濟損失和產生巨大的社會影響，由于電力輸電線路具有分布區域廣、傳輸距離長、地形條件復雜多變、受環境氣候影響大等特點，同時，由于輸配電網絡大量穿越城市、鄉村，更易受到人們生活、生產活動的干擾，據電力部門統計，電力設備尤其是輸電線路的外力破壞跳閘事故發生率已上升為僅次于雷擊跳閘事故發生率的第二位，嚴重影響電力生產安全運行。

目前市面上的主要產品都是采用激光對射、監控視頻移動偵測的方式防外力破壞檢測，激光對射的原理是通過一個激光發射裝置和一個激光接收裝置形成的一條防護線，當有入侵物體遮擋住激光時，接收裝置收不到激光信號則報警，認為有超高物體。但是激光對射只有一條激光線，輸電線走廊寬度范圍內無法完全監測到，超高物體能夠碰到激光線的概率較小，故非常容易漏報。移動偵測通過判斷防護區內是否有移動物體來確定是否有超高物體，但是防護區域內的背景復雜，容易受到塔下正常行駛的車輛、風吹動的樹葉的干擾，產生誤報，頻繁的報警給臺管理人員帶來不便。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種輸電線路立體防護裝置，旨在解決現有產品誤報率高、識別精度低、無法探測到安全間距等技術問題。

本發明提出一種基于雷達和視頻融合的輸電線路立體防護裝置，其包括入侵探測雷達、高清相機、智能分析單元和警報單元；所述入侵探測雷達和高清相機的輸出分別與智能分析單元相連，所述智能分析單元輸出與警報單元相連；其中：

所述高清相機為像素高于200萬的數碼相機，用于對防護區域進行視頻監控；

所述入侵探測雷達用于對進入防護區域目標進行探測，將探測到的移動物體空間位置信息傳遞給智能分析單元；

所述智能分析單元分別與入侵監測雷達和相機兩路信號的輸出相連，其包括依序串接的目標檢測模塊、目標特征提取模塊、目標分類模塊和目標危險程度判別模塊；所述目標檢測模塊對高清相機傳來的視頻信號逐幀進行檢測，判別是否有目標進入警戒區；所述目標特征提取模塊用于從幀圖像中提取目標輪廓信息；所述目標分類模塊用于對檢測的目標進行分類，將同一類型目標信號送入危險程度判別模塊；所述危險程度判別模塊用于將高清相機傳來的圖像坐標信號與雷達檢測目標位置信號進行融合處理，使得每一個圖像坐標系中的目標都一個對應的雷達坐標；完成信息融合后，危險程度判別模塊計算目標距離，一旦小于預設安全距離，立即向警報單元發出警報指令；

所述警報單元與智能分析單元輸出端相連，其包括聲光警告模塊和警訊發送模塊；在接收到智能分析單元發來的警報指令后，聲光警告模塊能發出聲、光警示信號，警訊發送模塊能呼叫值班通信設備或發出短信；

工作時，將所述入侵探測雷達和高清相機安裝在載重云臺的護罩里，令高清相機光軸和雷達面的中心軸線平行，根據入侵探測雷達及高清相機安裝位置，獲取入侵雷達安裝俯角，高清相機安裝俯角。

進一步的，所述智能分析單元工作流程如下：

(1)目標檢測模塊對高清相機傳來的視頻信號逐幀進行檢測，判別是否有目標進入警戒區；是則判定有目標進入，將視頻信號傳入目標特征提取模塊，轉步驟(2)；否則繼續監測；

(2)目標特征提取模塊從幀圖像中提取目標輪廓信息；

(3)目標分類模塊用于對檢測的目標分類，將同一類型目標信號送入危險程度判別模塊；

(4)危險程度判別模塊將高清相機傳來的信號與入侵探測雷達送來的信號進行融合處理，使得每一個圖像坐標系中的目標都一個對應的雷達坐標；結合目標輪廓信息和入侵物體的三維坐標信息來算出入侵物體接近高壓線的距離H；同一類型的多個目標計算出多個距離數據H；

(5)判別其中是否有距離H小于預設的安全距離，有則發出報警指令，觸發警報單元；否則轉回到步驟(1)，繼續監測。

進一步的，所述危險程度判別模塊元對雷達和視頻融合處理方法為：選取雷達探測區域的某點為坐標原點，建立高清相機的圖像坐標系和入侵探測雷達的雷達坐標系之間的映射關系；使得每一個移動目標的圖像坐標和雷達坐標都一一對應起來；移動目標在該坐標上的形狀通過高清相機獲得，移動目標的位置通過雷達探測得到，從而實現雷達與視頻監控的融合。

進一步的，所述高清相機可以是可見光相機或紅外相機。