一种电力系统设备安防定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力系统设备安防定位装置及方法，方法包括如下步骤：步骤1：获取相机实时采集的图像信息；步骤2：根据采集的图像信息进行入侵物识别判断，若存在入侵物，则控制云台对入侵物进行实时追踪；步骤3：根据云台的转动角度计算目标位置信息；步骤4：将目标位置信息发送给监控平台。与上述方法相对应地，本申请还提供了一种电力系统设备安防定位装置，本发明专利技术采用图像识别的方法对入侵物进行识别判断，将云台相机分布范围扩大就能提前发现入侵物，并且通过云台进行实时跟随，确定目标的位置信息，并且通过网络将入侵物的位置信息实时传送给终端监控设备，这一过程无需人的参与，可以实现全天候、全自动、无人化的安防监控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统设备安防定位装置及方法


[0001]本专利技术涉及电力系统设备安防
，尤其涉及一种电力系统设备安防定位装置及方法。

技术介绍

[0002]随着信息化社会的发展，保障各类公共设施及周边环境的安全尤为重要，推进智能化的重要设施，如电力、银行、社区及机关单位的安防研究，并实现安防系统无人化、高效化具有重要意义。
[0003]目前变电站以及其他电力设施的安防巡检，仍然主要依靠人员结合固定摄像头来实现。其中存在的第一个问题便是难以实现全天候安防覆盖，当巡逻人员换班、监控室人员疲惫等人为因素出现时，易发生纰漏造成事故。例如，小动物进入电力设施等情况导致故障跳闸等安全隐患，难以被实时发现。此外，传统的监控系统缺乏实时性，只能作为事故发生后的寻因追责依据，而起不到实时防患于未然的作用，即在发现隐患后的实时确认及采取措施方面存在欠缺。在传统的安防系统中，若监控中心发现问题，需通知巡逻人员前往问题地点查看，或调用附近监控设备调整观测角度进一步确认，有时入侵物早已移动变换位置，而欠缺灵活性及实时性。这两大问题钳制了安防系统的效率，也为人们的生产生活带来了隐患。其中，以常见的市区变电设施的野生动物入侵为例，以野猫为主的小型、灵活的动物入侵往往易造成严重电力事故。但是，此类小型动物动作快、善攀高、易躲避入监控死角，传统的监控系统较难发现，也难以及时地进行驱离。因此，迫切的需要将人工智能技术应用到安防中，研究结合机器人与人工智能技术的智能安防监控系统，可以大大改善目前重要设施安防监控系统的实时性、可靠性及效率，在事故预防方面做出改进，增强安防系统的防患于未然功能。
[0004]目前，国内外无人值守变电站安防技术根据其防护特点不同主要分为三类：
[0005]第一类为物理阻挡类，该种模式的防护措施主要由高压电网技术、脉冲电子围栏技术等具有物理阻挡作用的安防措施组成；第二类为入侵自动恢复类，该种模式的防护措施主要由红外围栏技术、激光围栏技术等具有非接触、入侵后可自动恢复的安防措施组成；第三类为视频监控技术等。这些安防技术在一定程度上保证了变电站的安全，然而在实际应用中各种技术在实用性和可靠性方面均存在不同程度的不足。物理阻挡类安防措施主要由高压电网或脉冲电子围栏组成，此种防护措施的特点在于防护周界由多条金属导线构成防护网。由于具有物理防护功能，因此能在很大程度上对入侵者进行威慑。入侵自动恢复类安防措施主要由红外围栏或激光围栏组成，由于这种安防技术使用红外线或者激光对入侵进行检测，因此可以在入侵过后自动恢复，能够对本次入侵后再次发生的入侵进行有效检测。红外围栏的原理是在要设防的周界设立一定数量的竖杆状的红外发射器和接收器组成一个不可见围栏，当有入侵者翻越时会隔断红外回路，从而产生报警信息。除了以上提到的各种安防技术外，视频监控技术也在国内安防领域被广泛运用。该种安防措施能够对入侵证据进行采集，便于司法人员后期对入侵犯罪行为进行惩治。相比于其他安防技术，视频监
控技术在国内起步较晚。目前国内主要有清华大学、北京大学、中科院等科研机构以及海康威视、大华等厂家进行开发研究。视频监控技术主要经历了三个阶段的发展，分别为：模拟监控系统阶段，数字化监控系统阶段，网络监控系统阶段。模拟监控系统是最早被运用的一种视频监控手段，最初主要由一台摄像机和一台显示器组成，后来发展为多台摄像机和一台显示器，也就是我们常说的闭路电视系统。该种监控系统的运用使人们可以不亲临现场就能掌握现场的工作状况。
[0006]综上，变电站现阶段常用的安防措施，无论是物理阻挡类、入侵自恢复类还是视频监控类，在对变电站进行防护时均既有优点又有不足。其中，物理阻挡类缺点在于该方式属于被动防护，不能在入侵发生前对入侵进行检测避免入侵事故的发生。此外，在变电站的强电磁环境下，金属导线上感应出的电动势可能对入侵人员造成伤害从而引起法律纠纷，而且也不具有入侵证据采集的功能。
[0007]入侵自恢复类的缺点在于只能发出报警信息，不能对入侵物进行实时定位，需要人工去现场进行位置锁定，同时也不能实现入侵证据采集。视频监控类的优点在于能够对入侵过程进行记录，方便司法人员后期惩办犯罪行为。但现有的技术中，视频监控还不能对入侵物进行实时精准定位。

技术实现思路

[0008]为了解决相关技术问题，本申请的目的是提供一种电力系统设备安防定位装置及方法。
[0009]为实现本申请的目的，本申请提供的技术方案如下：
[0010]一种电力系统设备安防定位方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1：获取相机实时采集的图像信息；
[0012]步骤2：根据采集的图像信息进行入侵物识别判断，若存在入侵物，则控制云台对入侵物进行实时追踪；
[0013]步骤3：根据云台的转动角度计算目标位置信息；
[0014]步骤4：将目标位置信息发送给监控平台。
[0015]进一步地，所述步骤3具体包括：
[0016]步骤3.1：获取入侵物在图像中所处的目标位置，与相机图像中心点位置进行比较，根据目标位置与中心位置误差进行补偿轴位移，使得入侵物时刻位于图像中心位置；
[0017]步骤3.2：得到云台两轴分别转动的角度，计算出两台或两台以上云台的位姿信息与原始云台位姿的变化量；
[0018]步骤3.3：通过AOA算法计算得出入侵物位置信息。
[0019]进一步地，所述步骤3.3中，入侵物位置坐标与相机间的位置关系可表示为：
[0020][0021]其中，(x，y)为入侵物位置坐标,相机事先标定的坐标分别为(x
i
，y
i
)，α
i
为云台转动的角度。
[0022]进一步地，所述云台的控制策略采用三闭环PID，最外层是位置环，用于保证稳态精度和动态的跟踪能力，反馈直接影响系统的精度，内层是速度环和电流环组成双闭环控
制系统。
[0023]进一步地，所述方法包括利粒子群优化算法对所述PID的参数进行寻优的步骤。
[0024]进一步地，所述方法包括在PID控制系统输入前利用IIR滤波器对入侵物位置坐标偏移量进行滤波处理的步骤。
[0025]与上述方法相对应地，本申请还提供了一种电力系统设备安防定位装置，包括如下单元：图像采集单元、入侵物位置跟踪单元、控制器；
[0026]所述图像采集单元用于实时采集图像信息；
[0027]所述入侵物位置跟踪单元用于对入侵物的位置进行实时跟踪；
[0028]所述控制器用于根据采集的图像信息进行入侵物识别判断，若存在入侵物，则控制入侵物位置跟踪单元对入侵物进行实时追踪；另外，用于根据入侵物位置跟踪单元的转动角度计算目标位置信息，并将目标位置信息发送给监控平台。
[0029]进一步地，所述图像采集单元为相机。
[0030]进一步地，所述入侵物位置跟踪单元为云台。
[0031]进一步地，所述云台的控制策略采用三闭环PID，最外层是位置环，用于保证稳态精度和动态的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统设备安防定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：获取相机实时采集的图像信息；步骤2：根据采集的图像信息进行入侵物识别判断，若存在入侵物，则控制云台对入侵物进行实时追踪；步骤3：根据云台的转动角度计算目标位置信息；步骤4：将目标位置信息发送给监控平台。2.根据权利要求1所述的一种电力系统设备安防定位方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：步骤3.1：获取入侵物在图像中所处的目标位置，与相机图像中心点位置进行比较，根据目标位置与中心位置误差进行补偿轴位移，使得入侵物时刻位于图像中心位置；步骤3.2：得到云台两轴分别转动的角度，计算出两台或两台以上云台的位姿信息与原始云台位姿的变化量；步骤3.3：通过AOA算法计算得出入侵物位置信息。3.根据权利要求2所述的一种电力系统设备安防定位方法，其特征在于：所述步骤3.3中，入侵物位置坐标与相机间的位置关系可表示为：其中，(x，y)为入侵物位置坐标,相机事先标定的坐标分别为(x
i
，y
i
)，α
i
为云台转动的角度。4.根据权利要求1所述的一种电力系统设备安防定位方法，其特征在于：所述云台的控制策略采用三闭环PID，最外层是位置环，用于保证稳态精度和动态的跟踪能力，反馈直接影响系统的精度，内层是速度环和电流环组...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁睿，陈昊，徐升，胡佳，张庆堃，陈曦，赵烁，张野，孙洁，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国网天津市电力公司城西供电分公司，
类型：发明
国别省市：