[發明專利]一種基于圖像識別的輸電線路監測系統

在審

• 申請號: 202310656311.2
• 申請日: 2023-06-05
• 公開（公告）號: CN116645355A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 段思科;何京;李暉;汪元春;汪旭;陳冬;周科;楊波
• 申請（專利權）人: 四川能投發展股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/764;G06V10/30
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 段安婧

1.一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，包括監控模塊、定位模塊、通信模塊、環境信息獲取模塊、邊緣計算模塊和供電模塊；

所述監控模塊用于對輸電線路進行監測，通過拍攝輸電線路圖像記錄輸電線路的信息；所述定位模塊用于獲取本系統所在的位置信息；所述通信模塊用于完成本系統與用戶端之間的信息傳輸；所述環境信息獲取模塊用于獲取本系統所在地周圍環境信息，所述邊緣計算模塊用于對拍攝的輸電線路圖像和環境信息進行分析從而對輸電線路的異常情況進行監測；并在監測到輸電線路存在異常時向用戶端發出預警；所述供電模塊用于為系統供電；

所述邊緣計算模塊包括實時異常識別模塊和異常預測模塊，所述實時異常識別模塊用于對實時拍攝的輸電線路圖像進行分析和處理，進而監測輸電線路實時的異常情況，并在監測到輸電線路存在異常時向用戶端發出當前異常狀態預警；所述異常預測模塊用于對未來輸電線路狀態進行分析預測，并在預測出輸電線路未來可能會發生異常時向用戶端發出未來異常狀態預警；

所述監控模塊包括攝像頭和預處理單元，所述攝像頭安裝在輸電桿塔上，用于采集輸電線路的圖像信息；所述預處理單元用于對所述采集的圖像信息進行預處理，所述預處理操作包括對圖像執行圖像去噪和圖像增強操作；

所述定位模塊使用GPS或其他定位技術獲取本系統所在的精確位置信息，從而可以追蹤和定位到具體的輸電線路區段；

所述環境信息獲取模塊通過通信模塊與氣象站或其他天氣預報服務提供商實現信息通訊，從而獲取本系統所在地周圍的環境信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，所述實時異常識別模塊根據預處理后的輸電線路圖像對實時輸電線的異常進行分析，分析的具體步驟如下：

步驟1：建立模板圖像庫，所述模板圖像庫中圖像為多種環境信息下輸電線路正常狀態下圖像；

步驟2：獲取預處理模塊處理后的輸電線路圖像信息；

步驟3：計算預處理后的輸電線路圖像與模板圖像的相似度；

步驟4：根據相似度判斷輸電線路是否異常。

3.根據權利要求2所述的一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，所述實時異常識別模塊通過相似度確定出輸電線路是否異常，以及輸電線路異常時的異常等級，具體確定方式如下：

所述實時異常識別模塊向用戶端發出的當前異常狀態預警中包括輸電線路的異常等級。

4.根據權利要求3所述的一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，所述邊緣計算模塊還包括存儲模塊，所述存儲模塊用于存儲具有時序性的異常等級信息和具有時序性的環境信息。

5.根據權利要求4所述的一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，所述異常預測模塊通過計算預警值來預測輸電線路未來是否會發生異常；所述預警值的計算方式如下：

Warning＝P×Q；

其中，Warning為預警值，P為歷史異常影響參數，表示歷史輸電線路的異常對于未來輸電線路異常預測的影響；Q為環境信息影響參數，表示環境信息對于未來輸電線路異常的預測的影響；

對于歷史異常影響參數P滿足下式：

其中，n為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期T內輸電線路發生異常的次數，x_i為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期T內輸電線路第i次發生異常時的異常等級；

對于環境信息影響參數Q滿足下式：

其中，h_a為當前時間的環境惡劣等級，m為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期T內出現環境惡劣的次數，h_j為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期T內第j次出現環境惡劣時的惡劣等級，l為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期5T內出現環境惡劣的次數，h_k為以當前時間為截止時間，向前截取設定的采集周期5T內第k次出現環境惡劣時的惡劣等級；

所述預警模塊通過將預警值與設定的閾值相比較來判斷是否向用戶端提供預警。

6.根據權利要求5所述的一種基于圖像識別的輸電線路監測系統，其特征在于，所述環境惡劣情況出現的判定和環境惡劣等級可由用戶通過環境信息自行設定。