[發(fā)明專利]一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210571061.8
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115049976A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽超;李靜侃;高峰;魏昊焜;王南;王辰曦;唐露甜;高坤;張海軍;李群;楊彪;李天宇;馬磊
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）;江蘇復(fù)迪電氣科技有限公司
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06Q50/06;G06V20/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過目標(biāo)檢測方法檢測出視頻幀中每根電線的像素點(diǎn)區(qū)域；

S2、匹配兩幀圖像之間電線的像素點(diǎn)區(qū)域，得出相同位置的一組電線的重疊區(qū)域和各自的獨(dú)有區(qū)域；

S3、通過雙目匹配方法計(jì)算兩幀圖像在重疊區(qū)域的深度值之差，并將深度值之差作為電線的縱向偏移；

計(jì)算兩幀圖像各獨(dú)有區(qū)域之間的平均距離，并將平均距離作為電線的橫向偏移；

S4、根據(jù)攝像頭拍攝的時間和地點(diǎn)，爬取歷史天氣數(shù)據(jù)，獲取指定時間地點(diǎn)的風(fēng)向和風(fēng)速；

將S3獲得的縱向偏移和橫向偏移與風(fēng)向、風(fēng)速共同組成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，輸入隨機(jī)森林分類模型中進(jìn)行訓(xùn)練，得到預(yù)測模型；

S5、獲取實(shí)際的圖像，經(jīng)過S1-S3處理后，輸入所述預(yù)測模型，對輸電線路場景中風(fēng)向和風(fēng)速進(jìn)行預(yù)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，S1中，采用Cascade Mask R-CNN模型檢測輸電線路監(jiān)控?cái)z像頭拍攝的圖像的電線，并輸出每根電線的像素點(diǎn)位置；所有像素點(diǎn)位置連接起來形成像素點(diǎn)區(qū)域；

像素點(diǎn)位置使用一個大小為圖像的分辨率的0-1掩膜表示，1代表該像素點(diǎn)是電線，0代表該像素點(diǎn)是背景。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，S2具體為：

針對第一幅圖像中檢測出的各電線區(qū)域，計(jì)算與第二幅圖像中各電線區(qū)域的相交“1”的個數(shù)，取第二幅圖像中相交“1”最多的區(qū)域作為第一幅圖像的電線區(qū)域的一個匹配區(qū)域；

設(shè)定相交“1”的閾值為X，若兩個區(qū)域相交“1”的個數(shù)小于X，則判定兩個區(qū)域不相匹配；若兩個區(qū)域相交“1”的個數(shù)若大于等于X，則判定兩個區(qū)域相匹配；

計(jì)算匹配成功的一組電線的重疊區(qū)域和獨(dú)有區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，在匹配之前，對兩幀圖像的兩個區(qū)域分別使用形態(tài)學(xué)膨脹的方法，然后再取交集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，S3中，通過雙目匹配方法計(jì)算兩幀圖像在重疊區(qū)域的深度值之差的具體過程為：

通過雙目攝像機(jī)標(biāo)定得出攝像機(jī)的相關(guān)參數(shù)；

通過相關(guān)參數(shù)，將右目圖像融合到左目圖像上，并得到三維重建后圖像的深度圖；

兩幀圖像的深度圖相減，并結(jié)合S2得到的重疊區(qū)域，得到深度值之差。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，攝像機(jī)的相關(guān)參數(shù)包括焦距、成像原點(diǎn)、徑向畸變參數(shù)、切向畸變參數(shù)及雙目攝像頭之間的相對位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測輸電線路風(fēng)向和風(fēng)速的方法，其特征在于，S3中，計(jì)算兩幀圖像各獨(dú)有區(qū)域之間的平均距離的具體過程為：

考慮到兩個區(qū)域包含像素點(diǎn)的數(shù)量不同，計(jì)算包含像素?cái)?shù)量少的獨(dú)有區(qū)域中每個像素距離另一個獨(dú)有區(qū)域任意像素的最短歐氏距離，最后將最短歐氏距離相加并除以像素總數(shù)得到每一組電線獨(dú)有區(qū)域之間的平均距離；

同時，考慮兩個區(qū)域的相對位置關(guān)系以確定電線橫向偏移的方向，統(tǒng)計(jì)最短歐氏距離匹配的每對像素點(diǎn)的偏移方向；

最終，將每一組獨(dú)有區(qū)域的平均距離相加并取平均得到最終的平均距離。