一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统技术方案

本发明专利技术涉及输电线路绝缘子技术领域，具体地说，涉及一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统。其包括模型数据库、视频监测单元、特征检测单元和偏移预警单元,视频监测单元将采集的视频图像传输给特征检测单元生成输电线路绝缘子状态结果，同时将状态结果存储在模型数据库内部，偏移预警单元通过状态结果发布输电线路绝缘子偏移情况，在接收到偏移信号时执行报警。本发明专利技术通过核实输电线路绝缘子状态结果，与模型数据库正常状态下的输电线路绝缘子特征数据进行比对，出现输电线路绝缘子偏移时及时预警，同时反馈信号至视频监测单元查看输电线路绝缘子视频，方便观察到输电线路绝缘子偏移的原因进行针对性的维修，提高实用效果。实用效果。实用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统


[0001]本专利技术涉及输电线路绝缘子
，具体地说，涉及一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统。

技术介绍

[0002]线路绝缘子是一种工业产品，用于高压和超高压交、直流输电线路中绝缘和悬挂导线用，绝缘子是输电线路的重要组成部分，是唯一的电气绝缘件和重要的结构支撑件，绝缘子性能及其配置的合理性直接影响线路的安全稳定运行；
[0003]输电线路悬垂绝缘子串在恶劣的气象条件下容易出现偏移导致风偏闪络，对输电线路的安全稳定运行影响恶劣，虽然目前有一些监测输电线路绝缘子闪络的系统，但是不能对输电线路绝缘子上的对出现闪络的原因进行判定，需要工作人员爬高上低的查看输电线路绝缘子来解决闪络问题，劳动强度大，不利于工作人员的安全性，不能对输电线路绝缘子的偏移进行针对性的决策，并且输电线路绝缘子在偏移时不能及时发现，导致输电线长时间运行不稳定影响正常工作，鉴于此，我们提出一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，包括模型数据库、视频监测单元、特征检测单元和偏移预警单元；
[0006]所述模型数据库用于编辑偏移规则，存储输电线路绝缘子状态的特征数据，方便在后续出现问题时，可以与正常状态下的输电线路绝缘子图像数据进行比对，判断偏移状态，所述视频监测单元用于采集输电线路绝缘子的视频图像，方便将输电线路绝缘子的实时状态进行监控，便于后续观察发现输电线路绝缘子偏移的主要原因，所述特征检测单元用于对所述视频监测单元采集的视频图像进行处理，分析输电线路绝缘子状态结果，所述偏移预警单元用于接收所述特征检测单元的状态结果，在输电线路绝缘子偏移时执行预警，同时调取所述视频监测单元的视频图像查看，便于在输电线路绝缘子出现偏移影响输电线路正常运行时，可以通过观察视频图像确定偏移的原因，有利于针对性的维修，实用性更强；
[0007]所述视频监测单元将采集的视频图像传输给所述特征检测单元生成输电线路绝缘子状态结果，同时将状态结果存储在所述模型数据库内部，所述偏移预警单元通过状态结果发布输电线路绝缘子偏移情况，在接收到偏移信号时执行报警；
[0008]由于输电线路绝缘子在受到大风、雷雨天气和被灰尘污染时易出现偏移的情况，导致引发闪络，导致发生大面积的闪络跳闸，影响输电线路的正常使用，因此需要对输电线路绝缘子的状态进行实时监控，检测输电线路绝缘子是否发生偏移，通过特征检测单元核
实输电线路绝缘子状态结果，在通过传输信号至偏移预警单元，在出现输电线路绝缘子偏移时及时预警，同时反馈信号至视频监测单元查看输电线路绝缘子当前情况，不需要工作人员爬高上低便可以观察到输电线路绝缘子偏移的原因，方便进行针对性的维修，提高实用效果。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述模型数据库包括模型存储器和视频存储器，模型存储器用于存储输电线路绝缘子在正常状态下的数据特征，所述视频存储器用于存储所述视频监测单元采集的视频图像。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述视频监测单元包括CCD视频采集器、时序发生器和电源，所述CCD视频采集器用于采集视频图像，所述时序发生器用于产生CCD驱动时序和视频信号处理控制时序及I/O接口工作控制时序，所述电源用于对时序发生器和CCD视频采集器供电；
[0011]时序发生器产生的所有驱动和控制时序信号都是在MAX+PLUSⅡ开发环境下设计完成并经编译、校验后在线下载到CPLD器件内部的，在该数据采集卡的设计中，选用一片MAX7000S系列芯片EPM7064SLC44来实现时序发生器的功能，可通过JTAG在线编程的CPLD器件，其中，外部时钟信号作为CPLD时序发生器的基准信号，所有时序信号的产生都是以此为基础的，EPM7064SLC44芯片内部分为两部分：
[0012]一部分是视频信号处理控制时序发生器，它为CCD视频信号处理(如A/D转换、数字信号存取等)提供各种同步控制时序；
[0013]另一部分是CCD驱动时序发生器。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述特征检测单元包括图像处理模块、图像分割模块、特征提取模块和偏移判定模块；
[0015]所述图像处理模块用于对视频图像进行高斯平滑，确保图像总体的灰度分布特征清晰，所述图像分割模块用于将图像中不同区域分割呈多个子区域，提取目标物体，也就是输电线路绝缘子的位置，所述特征提取模块用于将目标物体生成特征描述子，确定特征的方向，所述偏移判定模块用于使特征描述子与所述模型数据库的特征数据进行匹配，采用欧式距离计算两者的相似性度量；
[0016]从而可以判断特征描述子与所述模型数据库的特征数据进行匹配的相似性度量，从而便于后续判断输电线路绝缘子是否发生偏移。
[0017]作为本技术方案的进一步改进，所述图像处理模块的高斯平滑函数表达式为：
[0018][0019]其中，g为高斯函数，e为高斯系数，c为频带宽度，a为特征分布参数，由于高斯系数不变，频带宽度越大，图像平滑程度越好，有效的解决了空间距离加权平均的问题，其中，x可取值3、5、7、9、11，c对应的值分别为0.65、0.87、1.43、1.88、2.31，由于c越大高斯滤波器的频带就越宽，平滑程度就越好，所以取c为2.31进行图像处理计算，得到的图像更清晰。
[0020]作为本技术方案的进一步改进，所述图像分割模块计算公式为：
[0021]N＝n1+n2+...+nk
[0022]其中，N为图像区域，n1、n2、...、nk为分割的子区域，有利于更准确的提取特征。
[0023]作为本技术方案的进一步改进，所述特征提取模块对子区域定义的表达式为：
[0024][0025]其中，n为子区域范围值，X为像素中输电线路绝缘子对应的特征，Y为像素中对应背景的特征，从而可以更准确的确定输电线路绝缘子所在位置，便于后续与现有的特征数据进行判断，提高准确性。
[0026]作为本技术方案的进一步改进，所述偏移预警单元采用偏移预警算法，包括以下步骤：
[0027]接收特征检测单元的检测结果；
[0028]比对检测结果与预设值，在检测结果超过预设值时发布偏移信号，执行报警；
[0029]传递信号调出视频监测单元的视频查看，保证系统完整；
[0030]具体的，假设检测结果用O表示，预设值为m；
[0031]当0≥m时，则发布偏移信号，得到输电线路绝缘子出现了偏移状况；
[0032]当O＜m时，则发布正常信号，实用性更强，方便在出现问题使及时提醒工作人员进行补救和维修，避免输电线路长时间处于闪络状态造成永久损坏。
[0033]作为本技术方案的进一步改进，所述偏移预警本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，其特征在于，包括模型数据库(100)、视频监测单元(200)、特征检测单元(300)和偏移预警单元(400)；所述模型数据库(100)用于编辑偏移规则，存储输电线路绝缘子状态的特征数据，所述视频监测单元(200)用于采集输电线路绝缘子的视频图像，所述特征检测单元(300)用于对所述视频监测单元(200)采集的视频图像进行处理，分析输电线路绝缘子状态结果，所述偏移预警单元(400)用于接收所述特征检测单元(300)的状态结果，在输电线路绝缘子偏移时执行预警，同时调取所述视频监测单元(200)的视频图像查看；所述视频监测单元(200)将采集的视频图像传输给所述特征检测单元(300)生成输电线路绝缘子状态结果，同时将状态结果存储在所述模型数据库(100)内部，所述偏移预警单元(400)通过状态结果发布输电线路绝缘子偏移情况，在接收到偏移信号时执行报警。2.根据权利要求1所述的基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，其特征在于：所述模型数据库(100)包括模型存储器和视频存储器，模型存储器用于存储输电线路绝缘子在正常状态下的数据特征，所述视频存储器用于存储所述视频监测单元(200)采集的视频图像。3.根据权利要求1所述的基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，其特征在于：所述视频监测单元(200)包括CCD视频采集器、时序发生器和电源，所述CCD视频采集器用于采集视频图像，所述时序发生器用于产生CCD驱动时序和视频信号处理控制时序及I/O接口工作控制时序，所述电源用于对时序发生器和CCD视频采集器供电。4.根据权利要求1所述的基于视频监测技术的输电线路绝缘子偏移预警系统，其特征在于：所述特征检测单元(300)包括图像处理模块(310)、图像分割模块(320...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东，韩光军，靳超，潘兴波，何晨昊，潘峰，雷辉，杨瀚文，靳静，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司襄阳供电公司，
类型：发明
国别省市：