一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统，涉及架空输电线路技术领域。输电线路舞动在线检测系统包括状态检测模块；状态检测模块包含数据采集单元、数据处理单元。数据采集单元用于实时获取输电线路图像和环境数据，并构建线路图像序列。数据处理单元用于基于线路图像序列和环境数据，构建输电线路的状态检测报告。基于上述处理，通过机器视觉技术对输电线路进行检测，实现了对输电线路舞动的精确检测，且有效提升了输电线路舞动检测系统进行检测的便捷性。此外，在对输电线路进行舞动检测的过程中，增加了环境数据的因素，能够实时评估线路安全状态，有效提升了输电线路舞动检测的准确性。了输电线路舞动检测的准确性。了输电线路舞动检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统


[0001]本专利技术涉及架空输电线路
，具体涉及一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，用电量需求不断上升，保障电力系统供电可靠性愈加重要。其中，输电线路舞动已经成为困扰电力系统中电网安全可靠运行的主要因素。例如，在遇到大风、覆冰等恶劣气候时，三相导线会发生低频舞动现象，舞动幅度过大可能引起风偏放电、相间碰线、绝缘子与金具破损等电网故障，严重时会造成导线断裂甚至是杆塔倒塌等事故，严重影响了电网的安全稳定运行。
[0003]公开号CN106197647A的中国专利公开了一种输电线路舞动检测器，该输电线路舞动检测器中包括两个光伏供电单元、激光发射与接收单元、两个记录单元及通讯报警单元。其中，激光发射与接收单元安装在两根相邻杆塔上，两个记录单元分别记录激光发射次数和接受次数并作差值计算作为线路舞动程度的表征。
[0004]公开号CN115331396A的中国专利公开了一种输电线路舞动三维展示装置和方法，该输电线路舞动三维展示装置包括左盒组件、右盒组件和铰链机构。其中，铰链机构将输电线路舞动三维展示装置贯穿固定在输电线上，左盒组件的正面设有GPRS通信模块、加速度传感器和三坐标姿态传感器；左盒组件和右盒组件上共设有6个摄像头，用于采集输电线路图像。此外，在输电线路舞动三维展示方法中，基于综合输电线路图像、加速度传感器和三坐标传感器对输电线路舞动三维建模。
[0005]现有技术中针对输电线路舞动的检测方法多为采用在输电线路上安装加速度传感器，基于加速度数据计算输电线路舞动幅值和频率。由于加速度传感器受环境影响较大，往往一段输电线路上安装大量传感器设备，增加了输电线路的负担，且安装要求高，后期维护成本较高，不便于输电线路舞动检测系统对输电线路检测。
[0006]例如，公开号CN106197647A的中国专利对应的技术方案中包含激光单元，因此该技术方案受天气影响较为严重，而输电线路舞动多发生在恶劣的天气下。由于杆塔距离较远，激光单元安装调试困难。同时输电线路舞动情况复杂，并无规律，使得其技术方案实现较为困难。公开号CN115331396A的中国专利对应的技术方案中包含大量安装传感器设备，存在设备安装困难，系统维护困难等缺点，使得现有技术中输电线路舞动检测的便捷性较低。
[0007]因此，亟需一种输电线路舞动检测系统，以提升输电线路舞动检测的便捷性。

技术实现思路

[0008]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统，以提升输电线路舞动检测的便捷性。
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：在本专利技术的第一方面，提供了一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统，所述输电线路舞动在线检测系统包括状态检测模块；所述状态检测模块包含数据采集单元、数据处理单元；所述数据采集单元用于实时获取输电线路图像和环境数据，并构建线路图像序列；其中，所述线路图像序列表示根据拍摄时间的前后顺序，将预设时间段内的输电线路图像进行排列后的图像序列；所述数据处理单元用于基于所述线路图像序列和所述环境数据，构建所述输电线路的状态检测报告。
[0010]可选的，所述数据采集单元包括相机和环境传感器；所述相机用于获取原始线路图像和线路图像序列；其中，所述原始线路图像表示输电线路未发生舞动时的线路图像；所述环境传感器用于获取环境数据。
[0011]可选的，所述数据处理单元包括图像分析子单元和状态评估子单元；所述图像分析子单元用于基于线路图像序列和原始线路图像，确定输电线路的目标舞动信息；所述状态评估子单元用于基于接收到的所述目标舞动信息和环境数据，构建输电线路的状态检测报告。
[0012]可选的，所述状态检测模块的工作流程，包括：S1、数据采集单元获取线路图像序列和环境数据；S2、基于所述环境数据，状态评估子单元判断所述环境数据是否满足任一风险评定标准，若是，则转S3；若否，则输电线路舞动在线检测系统不对输电线路舞动进行检测；S3、图像分析子单元对所述线路图像序列进行图像差分处理，得到图像差分处理后的结果，作为差分处理结果；S4、基于所述差分处理结果，图像分析子单元判断输电线路是否发生舞动；若否，则转S5；若是，则转S7；S5、图像分析子单元调整相机的成像视角，以使所述相机的成像光轴与输电线路在水平方向上平行；S6、图像分析子单元以输电线路的线路间距为标定物对相机进行相机标定，并对原始相机标定结果进行更新，将更新后的相机标定结果，作为第一相机标定结果；S7、基于所述原始相机标定结果、所述线路图像序列和原始线路图像，图像分析子单元确定输电线路的目标舞动信息；S8、基于所述目标舞动信息和所述环境数据，状态评估子单元构建输电线路的状态检测报告。
[0013]可选的，所述环境数据包括风速、风向、温度、湿度和对应的持续时间；所述S2中风险评定标准包括：标准一、风速超过预设的风速阈值；标准二、温度低于预设的温度阈值且湿度高于预设的湿度阈值；标准三、预设时间内的低温与湿度对持续时间的加权积分超过预设积分阈值；其
中，低温表示所述温度低于预设的温度阈值。
[0014]可选的，所述S7中基于所述原始相机标定结果、所述线路图像序列和原始线路图像，图像分析子单元确定输电线路的目标舞动信息，包括：S701、基于边缘检测算法，图像分析子单元识别线路图像序列内包含输电线路的图像，作为第一线路图像；S702、基于直线检测算法，图像分析子单元提取所述第一线路图像内的输电线路图形，作为样本图像；S703、基于所述原始线路图像和所述样本图像，图像分析子单元确定输电线路在像素坐标系内的舞动幅度和舞动频率，作为第一舞动信息；S704、基于所述原始相机标定结果，图像分析子单元将所述第一舞动信息映射到世界坐标系中，获取输电线路在世界坐标系中的舞动频率和舞动幅度，作为目标舞动信息。
[0015]可选的，所述S8中基于所述目标舞动信息和所述环境数据，状态评估子单元构建输电线路的状态检测报告，包括：S801、状态评估子单元基于所述目标舞动信息，确定输电线路的线路状态，并基于所述环境数据确定环境状态；S802、基于所述线路状态和所述环境状态，状态评估子单元确定输电线路的风险预警等级；S803、基于所述线路状态、所述环境状态和所述风险预警等级，状态评估子单元构建所述状态检测报告。
[0016]可选的，所述输电线路舞动在线检测系统的工作模式包括：定期检测、风险环境预警检测及人工干预检测；其中，所述定期检测表示基于预设的检测时间周期，所述输电线路舞动在线检测系统定期对输电线路进行检测；所述风险环境预警检测表示基于环境数据和风险评定标准，所述输电线路舞动在线检测系统对输电线路进行检测；所述人工干预检测表示基于用户的检测指令，所述输电线路舞动在线检测系统对输电线路进行检测。
[0017]可选的，所述输电线路舞动在线检测系统还包括光伏供电模块和用户本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉技术的输电线路舞动在线检测系统，其特征在于，所述输电线路舞动在线检测系统包括状态检测模块；所述状态检测模块包含数据采集单元、数据处理单元；所述数据采集单元用于实时获取输电线路图像和环境数据，并构建线路图像序列；其中，所述线路图像序列表示根据拍摄时间的前后顺序，将预设时间段内的输电线路图像进行排列后的图像序列；所述数据处理单元用于基于所述线路图像序列和所述环境数据，构建所述输电线路的状态检测报告。2.根据权利要求1所述的输电线路舞动在线检测系统，其特征在于，所述数据采集单元包括相机和环境传感器；所述相机用于获取原始线路图像和线路图像序列；其中，所述原始线路图像表示输电线路未发生舞动时的线路图像；所述环境传感器用于获取环境数据。3.根据权利要求1所述的输电线路舞动在线检测系统，其特征在于，所述数据处理单元包括图像分析子单元和状态评估子单元；所述图像分析子单元用于基于线路图像序列和原始线路图像，确定输电线路的目标舞动信息；所述状态评估子单元用于基于接收到的所述目标舞动信息和环境数据，构建输电线路的状态检测报告。4.根据权利要求1所述的输电线路舞动在线检测系统，其特征在于，所述状态检测模块的工作流程，包括：S1、数据采集单元获取线路图像序列和环境数据；S2、基于所述环境数据，状态评估子单元判断所述环境数据是否满足任一风险评定标准，若是，则转S3；若否，则输电线路舞动在线检测系统不对输电线路舞动进行检测；S3、图像分析子单元对所述线路图像序列进行图像差分处理，得到图像差分处理后的结果，作为差分处理结果；S4、基于所述差分处理结果，图像分析子单元判断输电线路是否发生舞动；若否，则转S5；若是，则转S7；S5、图像分析子单元调整相机的成像视角，以使所述相机的成像光轴与输电线路在水平方向上平行；S6、图像分析子单元以输电线路的线路间距为标定物对相机进行相机标定，并对原始相机标定结果进行更新，将更新后的相机标定结果，作为第一相机标定结果；S7、基于所述原始相机标定结果、所述线路图像序列和原始线路图像，图像分析子单元确定输电线路的目标舞动信息；S8、基于所述目标舞动信息和所述环境数据，状态评估子单元构建输电线路的状态检测报告。5.根据权利要求4所述的输电线路舞动在线检测系统，其特征在于，所述环境数据包括风速、风向、温度、湿度和持续时间；所述S2中风险评定标准包括：
标准一、风速超过预设的风速阈值；标准二、温度低于预设的温度阈值且湿度高于预设的湿度阈值；标准三、预设时间内的低温与湿度对持续时间的加权积分超过预设积分阈值；其中，低温表示所述温度低于预设的温度阈值。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉顺，刘岗，李佳俊，杨东星，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：