基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法及监测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，包括以下步骤：通过雷达对指定区域进行扫描获取雷达回波信息；通过双波段热成像摄像机获取指定区域的热成像信息，所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；将所述雷达回波信息与所述热成像信息发送至监测后台，所述监测后台根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。本发明专利技术通过雷达获取指定区域的山火信息，并以双波段热成像摄像机作为辅助探测，主要采集疑似山火区域的高分辨率红外图像，通过图像识别方式，完成对输电线路山火区域的进一步精细探测，相比于现有技术中的技术方案，大大提高了山火检测的准确性，有助于保障重要输电通道的稳定运行。

Transmission Line Monitoring Method and System Based on Radar and Dual-Band Camera

The invention discloses a transmission line monitoring method based on radar and dual-band camera, which includes the following steps: obtaining radar echo information by scanning a designated area by radar; obtaining thermal imaging information of a designated area by a dual-band thermal imaging camera; synchronizing the radar echo information with the thermal imaging information; and obtaining the radar echo information and the thermal imaging information. It is sent to the monitoring background, which acquires the information of the mountain fire target in the designated area according to the radar echo information and the thermal imaging information. The invention acquires mountain fire information in a designated area by radar, and uses dual-band thermal imaging camera as auxiliary detection. It mainly collects high-resolution infrared images of suspected mountain fire area, and completes further fine detection of transmission line mountain fire area by image recognition method. Compared with the technical scheme in the existing technology, the accuracy of mountain fire detection is greatly improved and helpful. To ensure the stable operation of important transmission channels.

【技术实现步骤摘要】
基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法及监测系统
本专利技术涉及山火监测领域，具体涉及基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法及监测系统。
技术介绍
山火是一种发生在林野，以燃烧野草和冠林为主，难以控制的火情。在全球气候变暖等气候异常因素的影响下，温度高、湿度小、持续干旱和风速大的高火险天气出现的频率逐渐增高，全球每年山火爆发次数呈现上升趋势。我国电网具有广域分布、几何尺寸大的特征，非常容易受到山火等自然灾害的威胁。近年来，随着电力资源的开发，越来越多的输电线路穿过高山峻岭地带，这些地区独特的地形地貌、气候条件极易引发山火，轻则引起输电线路跳闸，重则造成烧毁铁塔，引起长时间的不可恢复的重大电力事故。近年来，由于输电线路在线传感监测装置的普遍应用，利用多数据融合的山火发展趋势预测逐渐成为主流。中国专利文献公开的《基于电网GIS的山火与气象结合的趋势预判方法》(专利号201510452744.1)与《多数据融合的森林火灾智能识别系统和方法》(专利号201510311371.6)都是综合利用红外热像仪、数字摄像机、地理信息系统等监测设备的数据信息实现数据融合以达到森林火灾预测的目的。其主要不足在于其虽然能实现山火的早期预警，但由于缺少对山火趋势预测的自评估手段，因此此类预测方式的准确性难以得到保证，此外由于缺失广域监测环节，此类预测方式也难以进行中长期山火趋势分析。中国专利文献公开的《一种安装于输电铁塔的山火监测激光雷达系统》(专利号201520808159.6)与一种输电线路走廊周边山火发展趋势预测方法、专利号201610606098.4，研制了基于激光雷达的山火监测系统，并能实现山火蔓延趋势预测功能。其主要不足在于仅依赖激光雷达进行的山火预警与趋势预测，系统误报率高，监测范围窄且由于激光功率大，在供电不足的地区难以实现应用。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的目的在于提供基于雷达和双波段热成像摄像机的山火监测方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法及监测系统。本专利技术第一部分提供一种基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，包括以下步骤：通过雷达对指定区域进行扫描获取雷达回波信息；通过双波段热成像摄像机获取指定区域的热成像信息，所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；将所述雷达回波信息与所述热成像信息发送至监测后台，所述监测后台根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。作为一种可选方案，所述根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息具体为：判断所述雷达回波信息的雷达回波强度是否小于预设值L，若否，则判断为无火情；若是，则进入步骤A；A.判断所述雷达回波信号的雷达回波高度是否小于5公里，若否，则判断为降水或其它回波，若是，则进入步骤B；B.判断所述雷达回波的雷达回波速度场是否为扩散式变化；若否，则判断为降水或其它回波，若是，则判断为山火雷达回波；判断所述热成像信息的图像灰度值是否高于预设值M，若否，则判断为无火情；若是，则判断指定区域内具有山火目标。作为一种可选方案，所述步骤A还包括：将雷达天线的仰角设置为0.5度或1.5度。作为一种可选方案，所述预设值L为35dBz。作为一种可选方案，所述判断所述雷达回波的雷达回波速度场是否为扩散式变化具体为：若所述雷达回波速度场在多普勒速度图上表现为辐散特征则判定为扩散式变化。作为一种可选方案，所述预设值M为45。作为一种可选方案，所述双波段热成像摄像机设置在所述雷达上，与雷达天线采用硬连接联动的方式。作为一种可选方案，所述雷达回波强度根据雷达气象方程式获得，所述雷达气象方程式为：式中，Pr是雷达接收到的回波功率的平均值；Pt是雷达发射的脉冲功率；Ge是雷达天线的有效增益；θ、分别是天线的水平波束宽度和垂直波束宽度；τ是发射脉冲宽度；λ是雷达工作波长；C是电磁波的传播速度3×108m/s；ψ是降水区在整个雷达波束宽度和脉冲空间长度1/2τc所组成的空间中的充实系数；K是电磁波在空间传播时的衰减因子；m是雨水的复折射指数；R是目标的距离；Z是雷达回波强度；Ln2为2的自然对数，取0.69315。本专利技术第二部分提供一种基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测系统，所述输电线路监测系统包括雷达，双波段摄像机以及监测后台；所述雷达用于对指定区域进行扫描获取雷达回波信息，并将所述雷达回波信息发送至所述监测后台；所述双波段摄像机用于取指定区域的热成像信息，并将所述热成像信息发送至所述监测后台；所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；所述监测后台用于根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。作为一种可选方案，所述监测后台包括判断模块，所述判断模块用于判断指定区域内的山火目标信息；所述判断模块判断指定区域内的山火目标信息具体为：判断所述雷达回波信息的雷达回波强度是否小于预设值L，若否，则判断为无火情；若是，则进入步骤A；A.判断所述雷达回波信号的雷达回波高度是否小于5公里，若否，则判断为降水或其它回波，若是，则进入步骤B；B.判断所述雷达回波的雷达回波速度场是否为扩散式变化；若否，则判断为降水或其它回波，若是，则判断为山火雷达回波；判断所述热成像信息的图像灰度值是否高于预设值M，若否，则判断为无火情；若是，则判断指定区域内具有山火目标。本专利技术的优点在于：本专利技术基于雷达和双波段热成像技术，通过雷达提供指定区域的山火信息，并以双波段热成像摄像机作为辅助探测，主要采集疑似山火区域的高分辨率红外图像，通过图像识别方式，完成对输电线路山火区域的进一步精细探测，相比于现有技术中的技术方案，大大提高了山火检测的准确性，有助于保障重要输电通道的稳定运行。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法流程另一示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测系统的模块示意图。具体实施方式下面参照附图并结合具体的实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例一如图1所示本专利技术实施例提供的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法流程示意图，本专利技术实施例提供监测方法，包括以下步骤：通过雷达对指定区域进行扫描获取雷达回波信息；通过双波段热成像摄像机获取指定区域的热成像信息，所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；将所述雷达回波信息与所述热成像信息发送至监测后台，所述监测后台根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。利用雷达在指定区域内进行实时立体扫描，并通过设置在雷达上的双波段热成像摄像机同步进行数据采集，并一起发送给监测后台，监测后台实时获取雷达采集到的山火目标的雷达回波信息及双波段热成像摄像机采集到的山火目标的热成像信息，即得指定区域内的山火目标信息。本实施例通过雷达提供指定区域的山火信息，并以双波段热成像摄像机作为辅助探测，主要采集疑似山火区域的高分辨率红外图像，通过图像识别方式，完成对输电线路山火区域的进一步精细探测，相比于现有技术中的技术方案，大大提高了山火检测的准确性，有助于保障重要输电通道的稳定运行。可选的，如图2所示的本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过雷达对指定区域进行扫描获取雷达回波信息；通过双波段热成像摄像机获取指定区域的热成像信息，所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；将所述雷达回波信息与所述热成像信息发送至监测后台，所述监测后台根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。

【技术特征摘要】
1.基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过雷达对指定区域进行扫描获取雷达回波信息；通过双波段热成像摄像机获取指定区域的热成像信息，所述雷达回波信息与热成像信息同步获取；将所述雷达回波信息与所述热成像信息发送至监测后台，所述监测后台根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息。2.根据权利要求1所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述根据所述雷达回波信息及所述热成像信息，获取指定区域内的山火目标信息具体为：判断所述雷达回波信息的雷达回波强度是否小于预设值L，若否，则判断为无火情；若是，则进入步骤A；A.判断所述雷达回波信号的雷达回波高度是否小于5公里，若否，则判断为降水或其它回波，若是，则进入步骤B；B.判断所述雷达回波的雷达回波速度场是否为扩散式变化；若否，则判断为降水或其它回波，若是，则判断为山火雷达回波；判断所述热成像信息的图像灰度值是否高于预设值M，若否，则判断为无火情；若是，则判断指定区域内具有山火目标。3.根据权利要求2所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述步骤A还包括：将雷达天线的仰角设置为0.5度或1.5度。4.根据权利要求2所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述预设值L为35dBz。5.根据权利要求2所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述判断所述雷达回波的雷达回波速度场是否为扩散式变化具体为：若所述雷达回波速度场在多普勒速度图上表现为辐散特征则判定为扩散式变化。6.根据权利要求2所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述预设值M为45。7.根据权利要求2所述的基于雷达和双波段摄像机的输电线路监测方法，其特征在于，所述双波段热成像摄像机设置在所述雷达上，与雷达天...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，黎炎，陈扬，王宇，张波，邓璐，韩冬，张磊，姜志博，何君，陈玥，高攀，王钊，袁哲，黄俊，沈刚，朱军，苏良智，胡丹晖，王南，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，南京南瑞集团公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，国网陕西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42