[發(fā)明專利]輸電線路紅外熱成像防山火系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711403186.5
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108168713B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 嚴澍;鄭瑜;黃登煌;詹光星;陳春劍
• 申請（專利權）人: 福建和盛高科技產業(yè)有限公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01J5/02;G01W1/00;G01B11/14;G05D3/12
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;丘鴻超

1.一種輸電線路紅外熱成像防山火系統(tǒng)，其特征在于：包括微氣象監(jiān)控裝置、雙目熱成像云臺儀、防山火控制裝置、太陽能供電裝置、第一支撐架和第二支撐架，所述第一支撐架和第二支撐架上下平行架設在桿塔上，所述微氣象監(jiān)控裝置設于第二支撐架上，所述雙目熱成像云臺儀包括紅外熱成像及可見光雙目攝像機和太陽能跟蹤傳感器，所述紅外熱成像及可見光雙目攝像機通過云臺設于第二支撐架上，紅外熱成像及可見光雙目攝像機的鏡頭上方設有遮陽板，所述太陽能跟蹤傳感器設于遮陽板上并位于紅外熱成像及可見光雙目攝像機的鏡頭前方，所述防山火控制裝置包括設于第二支撐架上的主機箱體以及設于主機箱體內的主控板、電源管理芯片和無線路由器，所述主控板分別連接微氣象監(jiān)控裝置、紅外熱成像及可見光雙目攝像機、太陽能跟蹤傳感器、云臺、電源管理芯片和無線路由器，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板、設于第一支撐架上的蓄電池箱體和設于蓄電池箱體內的蓄電池組，所述太陽能電池板架設在蓄電池箱體的上方，并連接蓄電池組，所述蓄電池組連接電源管理芯片，并分別經一電源開關連接微氣象監(jiān)控裝置的電源接口、紅外熱成像及可見光雙目攝像機的電源接口、云臺的電源接口和無線路由器的電源接口，每個電源開關的控制端均連接主控板；所述紅外熱成像及可見光雙目攝像機用于實現火點測距，其實現方式為：首先，在紅外熱成像及可見光雙目攝像機的熱成像攝像機內設置梯度區(qū)域，標識相同梯度區(qū)域的空間參數；當發(fā)現熱源灰度對比異常時，在熱成像視頻上標識出熱點；根據熱點在像素圖片的位置，判斷該熱點所在梯度區(qū)域，結合相對應梯度區(qū)域的空間參數，計算出雙目攝像機到目標的實際距離，從而實現火點測距；

所述梯度區(qū)域的設置方式如下：

依據地形等坡線，將熱成像攝像機監(jiān)控區(qū)域按照坡度大小近似劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域用圖像坐標系表達圖像矩形位置；每個區(qū)域的定義為此區(qū)域的坐標范圍和X軸、Y軸比例尺及傾斜度及傾斜度變化比率；

每個區(qū)域的X軸、Y軸比例尺及傾斜度，包括該區(qū)域的X軸梯度角度、X軸梯度比例、X軸梯度變比△XTd、Y軸梯度角度、Y軸梯度比例、Y軸梯度變比△YTd；

其中，X軸梯度變比△XTd、Y軸梯度變比△YTd均按照如下梯度變比△Td的確定方式確定：

設攝像機設置于攝像機視角中心與監(jiān)控區(qū)域地面垂直高度為H處，在攝像機的視角監(jiān)控范圍設置基準參照點及第1至第n參照點，設攝像機視角中心與基準參照點的水平距離為S，且各參照點間距距離為△S則可得，

Jn_0＝arctg((S+n×△S)/H)

J1_1＝arctg(S/H)

根據成像原理，圖片上的圖片像素與攝像頭拍攝圖片時的視線必然是垂直關系，因此

Jn_1＝90-J1_1

Jn_2＝180-Jn_1-Jn_0

設成像圖片上，攝像機視角和第1參照點連線與圖片像素交點距基準參照點的圖片像素長度為L1，攝像機視角和第n參照點連線與圖片像素交點距基準參照點的圖片像素長度為Ln，則存在以下計算公式

Ln＝n×△S×Sin(Jn_0)/Sin(Jn_2)

L1＝△S×Sin(J1_0)/Sin(J1_2)

其中，J1_1為攝像機視角與基準參照點處地面的夾角，J1_0為攝像機視角與第1參照點處地面的夾角，Jn_0為攝像機視角與第n參照點處地面的夾角，Jn_1為圖片像素與基準參照點處地面的銳角夾角，J1_2為圖片像素與攝像機視角和第1參照點連線的鈍角夾角，Jn_2為圖片像素與攝像機視角和第n參照點連線的鈍角夾角；

由此可得梯度變比△Td＝Ln/L1；同理，可得△Td＝Ln/Li，i＝1,2,……,n；

X軸梯度角度相當于針對已知參照點的左右方向上的高度的起伏、Y軸梯度角度相當于針對已知參照點的前后方向上高度的起伏，具體計算公式確定方式如下：

取與攝像機視角中心接近的一個點作為基準參照點S1，且點S1的橫縱坐標值x1和y1為已知數值；

任意點N與基準參照點的像素距離

點N的相對水平方向的圖片絕對角度

Xnt＝arctg(Yn/Xn)*180

點N與X軸的角度偏差

Tnx＝Xj-Xnt

點N在X軸上的投影距離

SnX＝cos(Tnx)×Sn

點N的相對垂直方向的圖片絕對角度

Ynt＝arctg(Xn/Yn)*180

點N與Y軸的角度偏差

Tny＝Yj-Ynt

點N在Y軸上的投影距離

Sny＝cos(Tny)×Sn

由上述可得，

點N在X軸上的實際換算距離

SnX'＝SnX×Xz×△XTd

點N在Y軸上的實際換算距離

SnY'＝Sny×Yz×△YTd

由此可得，攝像機視角中心與點N的實際距離為

上述計算公式中，Xn、Yn分別為任意點N的橫縱坐標值，Xj、Yj分別指的是X軸梯度角度、Y軸梯度角度，Xz、Yz分別指的是X軸梯度比例、Y軸梯度比例。