[發(fā)明專利]一種山火自動(dòng)識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810434201.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108846315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天正;亢銀柱;劉宏;李艷鵬;俞華;蘆山;王力農(nóng);宋斌;李恩文;蔡如意
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明涉及一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，屬于電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，跨越林區(qū)及山區(qū)的架空輸電線路也隨之增加，山火引發(fā)的輸電線路跳閘故障日益突出。山火嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明利用毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)山火的監(jiān)控。針對(duì)輸電走廊附近的樹木、鐵塔、山頭等環(huán)境目標(biāo)以及山火煙霧，先建立毫米波雷達(dá)回波信號(hào)特征庫(kù)；采用本發(fā)明的聚類方法將毫米波雷達(dá)回波與上述特征庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)識(shí)別山火。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種山火自動(dòng)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于全球氣候變暖等異常氣候因素的影響，全球森林火災(zāi)頻發(fā)。同時(shí)，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，跨越林區(qū)及山區(qū)的架空輸電線路也隨之增加，山火引發(fā)的輸電線路跳閘故障日益突出。山火嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，輸電線路山火監(jiān)測(cè)方法主要有視頻圖像監(jiān)測(cè)、紅外傳感監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)。視頻圖像監(jiān)測(cè)存在易誤報(bào)漏報(bào)、監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍受到視頻設(shè)備性能限制、無(wú)法實(shí)現(xiàn)山火位置的定位等缺陷。紅外傳感監(jiān)測(cè)方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的不間斷監(jiān)測(cè)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的火點(diǎn)，同時(shí)還可查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像，根據(jù)直觀的畫面直接指揮調(diào)度救火。但紅外監(jiān)測(cè)會(huì)對(duì)陽(yáng)光、高溫物體等產(chǎn)生虛警，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)火源的精確定位，且雨霧天對(duì)觀測(cè)距離和圖像清晰度影響較大。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)山火也是常用的一種手段，該方法可對(duì)山火進(jìn)行廣域的監(jiān)測(cè)，但該方法存在虛警率高的問(wèn)題，且受衛(wèi)星過(guò)境時(shí)間的限制，難以實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)，另外還存在監(jiān)測(cè)結(jié)果易受云層影響，監(jiān)測(cè)分辨率不高等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有方法的缺點(diǎn)與不足，提出一種基于毫米波雷達(dá)的山火自動(dòng)識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)輸電走廊山火的有效監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集輸電走廊附近環(huán)境目標(biāo)的幅值、相位、頻率和極化信息，其中，環(huán)境目標(biāo)包括樹木、鐵塔、山頭存在野外的自然環(huán)境目標(biāo)；

步驟2，從幅值、相位、頻率和極化信息中提取目標(biāo)RCS特征和一維距離像特征；

步驟3，從提取的目標(biāo)RCS特征和一維距離像特征數(shù)據(jù)中選取至少N種指標(biāo)參量，其中，N為正整數(shù)；

步驟4，對(duì)步驟3已獲取的指標(biāo)參量進(jìn)行目標(biāo)特征量的分類；得到若干個(gè)分類單位，當(dāng)分類單位內(nèi)的最大隸屬度屬于山火煙霧時(shí)，則判定存在山火。

在上述的一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，RCS特征包括峰值數(shù)、高峰數(shù)、能量集中度、統(tǒng)計(jì)特征值、分布密度函數(shù)和變異系數(shù)；一維距離像特征包括功率譜特征、目標(biāo)強(qiáng)散射點(diǎn)中心、去尺度特征、熵值特征、一維像長(zhǎng)度特征、最大散射強(qiáng)度特征、分散性和對(duì)稱性特征和中心矩特征。

在上述的一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，進(jìn)行目標(biāo)特征量的分類時(shí)，是基于類間的可分離性，根據(jù)目標(biāo)特征庫(kù)中的已知的目標(biāo)類別，利用聚類算法進(jìn)行分類。

在上述的一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，進(jìn)行目標(biāo)特征量的分類時(shí)，以多個(gè)相鄰的特征數(shù)據(jù)列為單位作為分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

在上述的一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，所述步驟3中，N取8。

在上述的一種山火自動(dòng)識(shí)別方法，所述步驟4中聚類算法計(jì)算過(guò)程具體包括：

步驟4.1：對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)集X'＝{x'₁,x'₂,....x'_n}進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化處理；其中預(yù)處理采式(1)數(shù)據(jù)X'進(jìn)行變換；

步驟4.2：對(duì)初始隸屬度矩陣U進(jìn)行賦初值，使其滿足約束條件