【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统监测与控制，具体涉及一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法和相关装置。
技术介绍
1、随着电力系统的不断发展，架空输电线路作为电力传输的主要方式，在各种气象条件下面临着多种挑战，尤其是在寒冷气候中可能出现的脱冰跳跃现象。这一现象通常发生在输电线路被冰雪覆盖，导致冰块脱落时引起的输电线振动。这种振动可能对输电线的结构和稳定性产生负面影响，甚至导致线路的故障。
2、目前，对于输电线路脱冰跳跃的监测主要依赖于传统的物理传感器、气象数据结合方法以及图像处理技术。传感器通过测量导线的振动来判断是否发生脱冰跳跃，但这种方法需要在输电线路上大量布置传感器，成本较高。另一方面，传感器的实时性和监测精度也存在一定局限性。气象数据结合方法则通常结合风速、温度等气象信息，但对于脱冰跳跃的实时性和准确性要求较高的情况下，这种方法也存在一定的限制。图像处理方法近年来得到了广泛应用，通过计算机视觉技术监测输电线路状态。然而，传统图像处理方法在处理复杂的气象条件下，以及对低对比度和噪声敏感的情况下可能表现不佳。因此，有必要提供一种更为准确、实时、经济的监测方法，以有效地解决输电线路在寒冷气候中发生脱冰跳跃的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法和相关装置，用于对输电线路脱冰跳跃振幅及频率进行更为准确、实时、经济的计算。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术
3、第一方面，本专利技术提供一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，包括如下步骤：
4、获取输电线路实时图像，得到输电线路图像序列；
5、对输电线路图像序列中的图像进行预处理；
6、针对预处理后的输电线路图像序列，利用horn-schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移，得到光流位移序列，其中，输电线路脱冰跳跃的运动特点与horn-schunck光流法中运动对象的光流场特点适配；
7、基于光流位移序列提取输电线路的运动信息，并实时计算输电线路脱冰跳跃的相关参数。
8、进一步地，光流位移序列包括：
9、在输电线路图像中，利用horn-schunck光流法计算的输电线路全部导线像素点的水平向和竖向光流位移。
10、进一步地，相关参数至少包括：振幅和频率，振幅和频率按照下式计算：
11、
12、式中，a为振幅，为光流位移序列中第n个导线像素点的竖向光流位移，f为频率，t为光流位移序列中连续两个峰值或谷值之间的时间差。
13、进一步地，运动信息至少包括：输电线路的运动方向，运动方向按照下式计算：
14、
15、式中，为运动方向，为n个导线像素点的水平向光流位移的平均值，为第i个导线像素点的水平向光流位移，为n个导线像素点的竖向光流位移的平均值，为第i个导线像素点的竖向光流位移，n为光流位移序列中导线像素点的数量。
16、进一步地，输电线路的导线中心点坐标按照下式计算：
17、
18、式中，为导线中心点横坐标，为第i个导线像素点的初始水平向坐标，为导线中心点纵坐标，为第i个导线像素点的初始竖向坐标，n为光流位移序列中导线像素点的数量。
19、进一步地，利用horn-schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移时，包括：确定光流场模型、约束条件和优化问题，分别如下：
20、光流场模型为：
21、
22、式中，ix和iy是图像在点(x,y)处的水平和垂直梯度，it是时间导数，δx和δy是需要估计的光流位移，为导线像素点的坐标；
23、约束条件为光流场在局部区域内是连续的；
24、优化问题为：
25、
26、式中，为总误差函数，为误差函数，为权重参数，为表示光流场的平滑性约束的正则化项。
27、进一步地，利用horn-schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移，包括：
28、利用迭代优化算法求解优化问题，当总误差函数的值最小时估计的光流位移为输电线路的光流位移。
29、第二方面，本专利技术提供一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算装置，包括：
30、图像获取模块，用于获取输电线路实时图像，得到输电线路图像序列；
31、预处理模块，用于对输电线路图像序列中的图像进行预处理；
32、第一计算模块，用于针对预处理后的输电线路图像序列，利用horn-schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移，得到光流位移序列，其中，输电线路脱冰跳跃的运动特点与horn-schunck光流法中运动对象的光流场特点适配；
33、第二计算模块，用于基于光流位移序列提取输电线路的运动信息，并实时计算输电线路脱冰跳跃的相关参数。
34、相应地，本专利技术还提供一种计算机设备，设备包括处理器以及存储器：
35、存储器用于存储计算机程序，并将计算机程序的指令发送至处理器；
36、处理器根据计算机程序的指令执行如第一方面的一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法。
37、相应地，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法。
38、综上，本专利技术提供了一种基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法和相关装置，包括获取输电线路实时图像，得到输电线路图像序列；对输电线路图像序列中的图像进行预处理；针对预处理后的输电线路图像序列，利用horn-schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移，得到光流位移序列，其中，输电线路脱冰跳跃的运动特点与horn-schunck光流法中运动对象的光流场特点适配；基于光流位移序列提取输电线路的运动信息，并实时计算输电线路脱冰跳跃的相关参数。本专利技术采用horn-schunck光流法，相较于传统监测方法，能更准确地捕捉输电线上冰的运动信息，快速处理图像序列，无需布置额外传感器，可以实现准确、实时、经济、可靠的架空输电线路实时监测。
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1.基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述光流位移序列包括：
3.根据权利要求2所述的基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述相关参数至少包括：振幅和频率，所述振幅和频率按照下式计算：
4.根据权利要求2所述的基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述运动信息至少包括：输电线路的运动方向，所述运动方向按照下式计算：
5.根据权利要求2所述的基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，输电线路的导线中心点坐标按照下式计算：
6.根据权利要求2所述的基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，利用Horn-Schunck光流法计算所有相邻两帧图像中输电线路的光流位移时，包括：确定光流场模型、约束条件和优化问题，分别如下：
7.根据权利要求6所
8.基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种基于HS光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法。
...【技术特征摘要】
1.基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述光流位移序列包括：
3.根据权利要求2所述的基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述相关参数至少包括：振幅和频率，所述振幅和频率按照下式计算：
4.根据权利要求2所述的基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，所述运动信息至少包括：输电线路的运动方向，所述运动方向按照下式计算：
5.根据权利要求2所述的基于hs光流法的架空输电线路实时脱冰跳跃振幅及频率计算方法，其特征在于，输电线路的导线中心点坐标按照下式计算：
6.根据权利要求2所述的基于hs光流法的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥龙，徐望圣，王郑，刁望圆，周大为，谢运强，彭超，胡敬波，张治然，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，
类型：发明
国别省市：
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