一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统技术方案

本发明专利技术公开了一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，包括摄像头，通过摄像头获取视频流，在视频帧基础上进一步进行图像差分检测，并运用视频帧差方法计算出变化区域的位置和电闸臂夹角。可以非接触方式运用视频流帧差分方法，包括变化区域的边界搜索和帧差图像重心坐标计算、帧图像之间的几何配置和校正技术、单杆双目相机检校场标定和12个外参数解算、现场变电站电闸臂运动状态预学习和电闸臂分合标准数据的采集和解算、对预置点位的监测目标的运动状态实时监测，能够满足对高压电闸开关的工作状态的监测需求。压电闸开关的工作状态的监测需求。压电闸开关的工作状态的监测需求。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统


[0001]本专利技术涉及一种电力领域高压变电站监测技术，尤其涉及一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统。

技术介绍

[0002]长期以来，变电站高压电闸的开关状态对用户的正常用电至关重要。为此，电力公司常采用定期检修，将高压电源断路器停运，用离线方法对其机械特性进行检测，从而增加了运维成本，影响了电网的供电可靠性。
[0003]随着人们对供电质量要求日益提升，电力生产对高压电源断路器机械特性在线检测装置的需求也更加迫切，现有的高压电源断路器机械特性检测更多的是在设计安装初期在上面安装了探测器，用来报告高压电闸的机械工作状态。
[0004]这种探测器的模式有个缺点就是在出现误报等情况下，不能用可视化的方式将问题展现出来，只能由人员到现场排查，这就无形中增加了工作量，况且这种传感器数量庞大，让工作人员逐个检查效率和安全性方面会带来极大的不便。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供了一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，包括摄像头；
[0009]通过所述摄像头获取视频流，在视频帧基础上进一步进行通用背景图像差分检测，根据检测结果计算出现场高压电闸分合闸的运动区域的位置，并进一步标定出现场高压电闸分合电闸的三维角度；
[0010]再运用检校场标定好的单杆双目相机对现场高压电闸分合闸的夹角进行二次标定和解算。
[0011]与现有技术相比，本专利技术所提供的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，能实现近景视频实时监测变电站高压电闸的开合监测的三维角度，能够在高压变电站能够在通电状态下，继续对高压电闸的工作状态进行在线实时监测的需求，避免在高压带电情况下人工现场去排查是机械故障还是电子传感器故障。非接触式监测、方法巧妙、成本低、实时性高、能够从二维图像上获取变电站分合开关的三维空间角度，依据这个角度判读电闸分合是否正常，很好的满足对变电站高压开关的实时、高精度在线监测需求。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统结构示意图；
[0013]图2为专利技术实施例的单杆双目相机视场重叠度示意图；
[0014]图3为专利技术实施例的物镜畸变示意图，图中：(a)理想图像(b)枕形失真(c)桶形失真；
[0015]图4为专利技术实施例的单杆双目相机现场分合电闸三维坐标和角度二次标定示意图；
具体实施方式
[0016]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0017]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0018]术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
[0019]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0020]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0021]除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
[0022]术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
[0023]本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]本专利技术的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，包括摄像头；
[0025]通过所述摄像头获取视频流，在视频帧基础上进一步进行通用背景图像差分检
测，根据检测结果计算出现场高压电闸分合闸的运动区域的位置，并进一步标定出现场高压电闸分合电闸的三维角度；
[0026]再运用检校场标定好的单杆双目相机对现场高压电闸分合闸的夹角进行二次标定和解算。
[0027]用非接触式的高压分合电闸两个机械臂直接的运行状态实时监测，在同一个视频点对多个预置点位电闸进行循环监测，降低用户的设备成本和电脑的计算成本，提高设备利用效率。
[0028]所述摄像头采用可调焦镜头的视频流实现对不同远近的监测目标实现监测，适用于室内和室外场景。
[0029]具体包括步骤：
[0030]首先，使用在检校场对单杆双目相机进行标定，包括双相机的径向畸变和切向畸变系数，像素非正方形改正系数，同时对单杆双目的像对的相对外方位元素进行标定和反算，将该过程称为一次标定；
[0031]然后，在利用变电站安装的摄像头对分合开关的完整过程进行摄像，对获取的视频中完整的开关过程进行机器学习；
[0032]之后，利用单杆双目相机对开关过程的每一个位置进行三维空间坐标点计算和角度计算，将该过程称为二次现场标定；
[0033]将二次现场标定的数据作为真实标准参数，用于后期实际使用中分合开关的实时在线监测参考依据，如有中间停顿或分合角度过小的异常情况马上启动图像和声音报警，避免危险发生。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，其特征在于，包括摄像头；通过所述摄像头获取视频流，在视频帧基础上进一步进行通用背景图像差分检测，根据检测结果计算出现场高压电闸分合闸的运动区域的位置，并进一步标定出现场高压电闸分合电闸的三维角度；再运用检校场标定好的单杆双目相机对现场高压电闸分合闸的夹角进行二次标定和解算。2.根据权利要求1所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，其特征在于，用非接触式的高压分合电闸两个机械臂直接的运行状态实时监测，在同一个视频点对多个预置点位电闸进行循环监测，降低用户的设备成本和电脑的计算成本，提高设备利用效率。3.根据权利要求2所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，其特征在于，所述摄像头采用可调焦镜头的视频流实现对不同远近的监测目标实现监测，适用于室内和室外场景。4.根据权利要求3所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统，其特征在于，具体包括步骤：首先，使用在检校场对单杆双目相机进行标定，包括双相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永荣，杨洋，刘正军，陈一铭，苏国中，张庚，吕晓炜，宋江，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：