一种基于图像识别的输电线路监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像识别的输电线路监测系统，其特征在于，包括监控模块、定位模块、通信模块、环境信息获取模块、边缘计算模块和供电模块；所述监控模块用于对输电线路进行监测；所述定位模块用于获取本系统所在的位置信息；所述通信模块用于完成本系统与用户端之间的信息传输；所述环境信息获取模块用于获取本系统所在地周围环境信息，所述边缘计算模块用于对拍摄的输电线路图像和环境信息进行分析从而对输电线路的异常情况进行监测；所述供电模块用于为系统供电；本发明专利技术在对实时输电线路的异常进行监测的同时，也可提前对输电线路未来可能出现的异常作出预警。未来可能出现的异常作出预警。未来可能出现的异常作出预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的输电线路监测系统


[0001]本专利技术涉及输电线路监测领域，尤其涉及一种基于图像识别的输电线路监测系统。

技术介绍

[0002]由于我国地域经济发现不平衡，能源消耗重点区域往往远离能源产地，这就决定了我国在很长时间内都需要远距离大容量的输送电能；输电线路的安全性是国家安全的一个重要组成部分；对于输电线路的监测要确保监测结果的准确无误，进而有效的维护国家与人民的生命财产安全，提高电力系统的经济效益和社会效益。
[0003]查阅相关已公开技术方案，如CN210119205U现有技术公开了一种基于图像识别的输电线路覆冰在线监测装置，包括图像采集相机、现场设备端和光伏太阳能板；图像采集相机安装在线塔上用于实时拍摄输电线路的画面；现场设备端包括逆变器、蓄电池、监测终端和组网服务器，监测终端用于接收所述图像采集相机拍摄的覆冰图像信号，通过图像信号计算出输电线路的覆冰厚度，该装置通过图像采集相机实时采集输电线路的真实画面，监测终端通过内部的核心计算模块计算出输电线路的覆冰厚度，再将监测结果发送给后台监控中心，便于监控人员实时掌握输电线路的覆冰情况；另一种典型的公开号为CN212846883U的现有技术公开了一种用于输电线路的监测系统，包括安装在输电线路所在的铁塔上的图像采集装置，用于采集输电线路的图像信息；图像识别装置，配置有预设的缺陷识别模型，用于接收输电线路的图像信息，并基于输电线路的图像信息及预设的缺陷识别模型，获取与同输电线路相关的多个监测对象相对应的多个识别结果；及与图像识别装置相连的第一预警装置，用于在与多个监测对象中的特定监测对象相对应的特定识别结果表明该特定监测对象存在特定缺陷特征的情况下，执行与特定缺陷特征相对应的预警；该系统可有效分担云平台识别图像的压力，进而大幅地提升输电线路监测的智能化和处理时效；上述方案仅可通过图像采集对实时输电线路的异常进行监测，但却无法提前对输电线路未来可能出现的异常作出预警。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于图像识别的输电线路监测系统。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于图像识别的输电线路监测系统，其特征在于，包括监控模块、定位模块、通信模块、环境信息获取模块、边缘计算模块和供电模块；
[0007]所述监控模块用于对输电线路进行监测，通过拍摄输电线路图像记录输电线路的信息；所述定位模块用于获取本系统所在的位置信息；所述通信模块用于完成本系统与用户端之间的信息传输；所述环境信息获取模块用于获取本系统所在地周围环境信息，所述边缘计算模块用于对拍摄的输电线路图像和环境信息进行分析从而对输电线路的异常情
况进行监测；并在监测到输电线路存在异常时向用户端发出预警；所述供电模块用于为系统供电；
[0008]所述边缘计算模块包括实时异常识别模块和异常预测模块，所述实时异常识别模块用于对实时拍摄的输电线路图像进行分析和处理，进而监测输电线路实时的异常情况，并在监测到输电线路存在异常时向用户端发出当前异常状态预警；所述异常预测模块用于对未来输电线路状态进行分析预测，并在预测出输电线路未来可能会发生异常时向用户端发出未来异常状态预警；
[0009]所述监控模块包括摄像头和预处理单元，所述摄像头安装在输电杆塔上，用于采集输电线路的图像信息；所述预处理单元用于对所述采集的图像信息进行预处理，所述预处理操作包括对图像执行图像去噪和图像增强操作；
[0010]所述定位模块使用GPS或其他定位技术获取本系统所在的精确位置信息，从而可以追踪和定位到具体的输电线路区段；
[0011]所述环境信息获取模块通过通信模块与气象站或其他天气预报服务提供商实现信息通讯，从而获取本系统所在地周围的环境信息；
[0012]进一步的，所述实时异常识别模块根据预处理后的输电线路图像对实时输电线的异常进行分析，分析的具体步骤如下：
[0013]步骤1：建立模板图像库，所述模板图像库中图像为多种环境信息下输电线路正常状态下图像；
[0014]步骤2：获取预处理模块处理后的输电线路图像信息；
[0015]步骤3：计算预处理后的输电线路图像与模板图像的相似度；
[0016]步骤4：根据相似度判断输电线路是否异常；
[0017]进一步的，所述实时异常识别模块通过相似度确定出输电线路是否异常，以及输电线路异常时的异常等级，具体确定方式如下：
[0018][0019]所述实时异常识别模块向用户端发出的当前异常状态预警中包括输电线路的异常等级；
[0020]进一步的，所述边缘计算模块还包括存储模块，所述存储模块用于存储具有时序性的异常等级信息和具有时序性的环境信息；
[0021]进一步的，所述异常预测模块通过计算预警值来预测输电线路未来是否会发生异常；所述预警值的计算方式如下：
[0022]Warning＝P
×
Q；
[0023]其中，Warning为预警值，P为历史异常影响参数，表示历史输电线路的异常对于未来输电线路异常预测的影响；Q为环境信息影响参数，表示环境信息对于未来输电线路异常
的预测的影响；
[0024]对于历史异常影响参数P满足下式：
[0025][0026]其中，n为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期T内输电线路发生异常的次数，x
i
为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期T内输电线路第i次发生异常时的异常等级；
[0027]对于环境信息影响参数Q满足下式：
[0028][0029]其中，h
a
为当前时间的环境恶劣等级，m为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期T内出现环境恶劣的次数，h
j
为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期T内第j次出现环境恶劣时的恶劣等级，l为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期5T内出现环境恶劣的次数，h
k
为以当前时间为截止时间，向前截取设定的采集周期5T内第k次出现环境恶劣时的恶劣等级；
[0030]所述预警模块通过将预警值与设定的阈值相比较来判断是否向用户端提供预警；
[0031]进一步的，所述环境恶劣情况出现的判定和环境恶劣等级可由用户通过环境信息自行设定。
[0032]本专利技术所取得的有益效果是：
[0033]本专利技术通过监控模块获取输电线路图像，通过边缘计算模块对图像的分析处理，可准确识别线路异常情况，通过边缘计算模块在边缘端进行数据处理和计算，减少了数据传输的延迟，加快了通信模块的响应传输速度，减轻了传输大量数据到中央用户端的压力，提高了通信的效率和可靠性；通过异常预测模块对未来输电线路状态进行分析和预测，可准确预测出输电线路可能发生的异常情况；在预测到未来可能出现线路异常时，系统向用户端发出预警，使用户能够提前采取措施，避免出现潜在的线路问题。
附图说明
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的输电线路监测系统，其特征在于，包括监控模块、定位模块、通信模块、环境信息获取模块、边缘计算模块和供电模块；所述监控模块用于对输电线路进行监测，通过拍摄输电线路图像记录输电线路的信息；所述定位模块用于获取本系统所在的位置信息；所述通信模块用于完成本系统与用户端之间的信息传输；所述环境信息获取模块用于获取本系统所在地周围环境信息，所述边缘计算模块用于对拍摄的输电线路图像和环境信息进行分析从而对输电线路的异常情况进行监测；并在监测到输电线路存在异常时向用户端发出预警；所述供电模块用于为系统供电；所述边缘计算模块包括实时异常识别模块和异常预测模块，所述实时异常识别模块用于对实时拍摄的输电线路图像进行分析和处理，进而监测输电线路实时的异常情况，并在监测到输电线路存在异常时向用户端发出当前异常状态预警；所述异常预测模块用于对未来输电线路状态进行分析预测，并在预测出输电线路未来可能会发生异常时向用户端发出未来异常状态预警；所述监控模块包括摄像头和预处理单元，所述摄像头安装在输电杆塔上，用于采集输电线路的图像信息；所述预处理单元用于对所述采集的图像信息进行预处理，所述预处理操作包括对图像执行图像去噪和图像增强操作；所述定位模块使用GPS或其他定位技术获取本系统所在的精确位置信息，从而可以追踪和定位到具体的输电线路区段；所述环境信息获取模块通过通信模块与气象站或其他天气预报服务提供商实现信息通讯，从而获取本系统所在地周围的环境信息。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的输电线路监测系统，其特征在于，所述实时异常识别模块根据预处理后的输电线路图像对实时输电线的异常进行分析，分析的具体步骤如下：步骤1：建立模板图像库，所述模板图像库中图像为多种环境信息下输电线路正常状态下图像；步骤2：获取预处理模块处理后的输电线路图像信息；步骤3：计算预处理后的输电线路图像与模板图像的相似度；步骤4：根据相似度判断输电线路是否异常。3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的输电线路监...

【专利技术属性】
技术研发人员：段思科，何京，李晖，汪元春，汪旭，陈冬，周科，杨波，
申请(专利权)人：四川能投发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：