[發明專利]視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法

在審

• 申請號: 202111249995.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113971643A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王程
• 申請（專利權）人: 荊門匯易佳信息科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06V20/40;G06V10/44;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請對實地拍攝到的輸電線擺動視頻進行解析,為實現對擺動信息的提取,選取輸電線上具有標志性的設備間隔棒作為判別擺動信息的目標物，提出改進的Harris角點檢測方法實現對間隔棒的自動判別，所做改進集中于動態調整角點檢測臨界值以及排除錯誤檢出的角點，使得改進的方法自動判別圖中所有間隔棒；將求得的間隔棒擺動坐標的時間隊列進行頻譜分析和三角函數擬合,獲取輸電線擺動的頻率和幅值，本申請方法更簡單易實現，精度滿足要求且效率高，將本申請方法應用于輸電線視頻監測及圖像處理可實時快速獲取擺動基本信息,為后續輸電線擺動預警系統的設計和防止擺動措施提供數據支持。

技術領域

本申請涉及一種視頻高壓輸電線擺動鑒別方法，特別涉及一種視頻圖像自判別的高壓輸電線擺動鑒別方法，屬于輸電線擺動鑒別技術領域。

背景技術

高壓輸電線路往往暴露在野外，所處環境惡劣，又缺乏人力監管，在運行過程中，由于某些自然條件和人為因素，容易發生事故，其中容易引起事故造成損失的因素有輸電線擺動、覆冰等問題。輸電線覆冰會導致架空導線斷線、輸電中斷等事故，覆冰的導線更易發生輸電線擺動，而輸電線擺動又會導致金具損壞、桿塔倒塌甚至電網癱瘓斷電等嚴重事故，這些問題對電力系統的安全運行極為不利。

近些年來，先后出現多種輸電線路遠程監測裝置，可以通過這些設備裝置，對輸電線路的運行狀態進行監測，通過后臺軟件對接收到的數據進行處理，必要時發出報警。輸電線遠程監控裝置一般采用多種傳感器,獲取運動加速度的加速度傳感器、位移傳感器、獲取輸電桿塔所受應力變化的應力傳感器、溫度傳感器等,對傳感器發回的數據進行單獨或者綜合分析,來判斷導線實時運行狀態或預測下一時刻運行軌跡。目前，監測系統一般都裝有視頻圖像監控模塊，但大多數并未對視頻流實時分析和處理,只作為系統的輔助手段，而且往往在事后查看，沒有有效利用監控視頻采集到的豐富信息。相比于傳感器監測手段，視頻監測有其獨特優勢，視頻監測設備能全天、多角度的進行工作區的影像監測，節省了很多的人力物力。同時，將采集到的視頻轉換為圖像后可利用軟件實時處理分析，進一步建立預警系統,對災害的發生進行實時或者提前預警，以將各種危害和損失降至最小。

冬季時輸電線由于空氣濕度大和雨雪天氣等原因產生覆冰，覆冰使得導線斷面由圓形變為非圓形。當風以一定角度和速度吹到這樣的輸電線時，會改變輸電線周邊的空氣動力，在一定條件下，這種上升氣動力會使導線發生擺動。擺動一般為低頻(0.1-3Hz)，幅度為大振幅(導線直徑的5-300倍)，覆冰使導線的截面變成D形的非圓截面，當風以一定角度吹向覆冰導線、在合適條件下會發生輸電線的擺動。

為正確判別視頻中輸電線的擺動狀況,需要在輸電線上選擇一個或者多個單元作為判別目標。該目標需具備以下特征：與輸電線擺動具有相同特征，如頻率和振幅；對于不同段的輸電線都有代表性；清晰易判別。間隔棒是輸電線路上，限制子導線之間相對運動以及為確保各分裂子導線之間保持一定金屬距離而裝設的支撐件，這些支撐件在輸電線上每相隔固定距離布設一個，隨導線分裂數不同而具有不同幾何形狀。由于間隔棒與輸電線固連，幾何形狀特殊，清晰易判別，適合作為判別導線弧垂和擺動等狀態信息的特征物。因為間隔棒與輸電線固連在一起，其擺動狀況與其所處位置處導線擺動狀況一致，因此，以輸電線路中的間隔棒為判別目標，對其位置信息進行提取可獲取輸電線路的狀態信息，并為后續預警系統提供數據支持。

輸電線路監測或擺動信息提取按照儀器或技術可分為經緯儀測量、遙感影像測量、地面激光雷達和圖像處理技術等，由于圖像處理可獲取豐富的信息并且準確度和效率高，因而具有很大優勢。

現有技術間隔棒的判別主要是基于匹配方法實現，應用最多的是模板匹配，這種方法簡單易實現，缺點是需要全圖搜索，效率低，而且只能處理單幅或者有限數量的圖片,當對視頻處理時,圖像數量往往較大,模板匹配便不再適用。另一類方法是首先借助一些信息減小搜索范圍或者限定目標范圍。