一种变电站管型母线挠度监测方法技术

一种变电站管型母线挠度监测方法，其技术方案是，所述方法首先在被监测管型母线上选择多个关键点作为监测点并用颜色进行标记，然后利用两台互成角度且经过标定的摄像机实时摄录包括所有监测点的管型母线图像；再由与两摄像机相连的计算机对两摄像机所采集的图像进行处理，提取各监测点的坐标数据并根据这些数据计算管型母线的最大挠度；最后将计算结果与管型母线挠度的限定值进行比较，判断管型母线的挠度是否超标。本发明专利技术利用摄像机图像监测点提取技术和三维空间点匹配测量方式来实现对变电站管型母线挠度的实时监测，所用方法简单易行，可实现对管型母线挠度的实时、准确监测，从而保证了电网的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其技术方案是，所述方法首先在被监测管型母线上选择多个关键点作为监测点并用颜色进行标记，然后利用两台互成角度且经过标定的摄像机实时摄录包括所有监测点的管型母线图像；再由与两摄像机相连的计算机对两摄像机所采集的图像进行处理，提取各监测点的坐标数据并根据这些数据计算管型母线的最大挠度；最后将计算结果与管型母线挠度的限定值进行比较，判断管型母线的挠度是否超标。本专利技术利用摄像机图像监测点提取技术和三维空间点匹配测量方式来实现对变电站管型母线挠度的实时监测，所用方法简单易行，可实现对管型母线挠度的实时、准确监测，从而保证了电网的安全运行。【专利说明】
本专利技术涉及一种基于摄像机图像关键点提取和三维空间坐标匹配计算的变电站管型母线挠度实时监测方法，属于监测
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技术介绍
变电站管型母线由于跨度较大，自重较重，加上强电场作用与风载振动的影响，运行一段时间后中部容易下沉，形成一定的挠度变形，当这种挠度变形超过规程规定值时，将会威胁电网的安全运行，因此有必要对管型母线的挠度进行实时监测。但由于变电站强电场、强干扰的工作环境，使得管型母线的监测实现面临着诸多难题，到目前为止，针对管型母线的研究多集中于对管母结构抗振性能、试验分析、安装工艺改进等方面，现场缺少一种切实有效地对管型母线进行实时监测的方法，无法保证电网的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供，以及时发现事故隐患，保证电网的安全运行。本专利技术所述问题是以下述技术方案实现的: ，所述方法首先在被监测管型母线上选择多个关键点作为监测点并用颜色进行标记，然后利用两台互成角度且经过标定的摄像机实时摄录包括所有监测点的管型母线图像；再由与两摄像机相连的计算机对两摄像机所采集的图像进行处理，提取各监测点的坐标数据并根据这些数据计算管型母线的最大挠度；最后将计算结果与管型母线挠度的限定值进行比较，判断管型母线的挠度是否超标。上述变电站管型母线挠度监测方法，所述监测点的设置方法如下: a.取拟监测管型母线的左半段或右半段，并将其等分为m(m3 5)段； b.将等分点包括管型母线的中点、一个端部支撑点和所取半段管型母线内的所有焊接点作为监测点进行标记，标记的方法是在停电后用红色油漆在监测点上喷涂直径为60_的实心圆点，这样半段管型母线上便有(m+1+n)个监测点，其中n为半段管型母线上不与等分点重合的焊接点数。上述变电站管型母线挠度监测方法，摄像机标定的方法如下: a.调整摄像机位置，使得两台摄像机与管型母线的水平距离相等；调整焦距，使拟监测管型母线段超过3/5以上部分处于摄像机摄录视野之内，其中，必须包含所有监测点和管型母线的一个支撑点； b.固定摄像机位置，使之不再移动，同时保持摄像机焦距不变，并在外部装设防暴保护罩，以防风雪等外部因素干扰使摄像机移动； c.在两台摄像机摄录视野的交叉范围内放置标定板，所述标定板为一个长方形板，其表面喷涂黑白相间的正方形色素格； d.开启作为上位机计算机 的摄像机标定程序模块，鼠标点取摄像机所摄录标定板图像中黑白色格的交叉点；改变标定板的位置，再次用鼠标点取标定板图像中黑白色格的交叉点，如此反复多次； e.开启作为上位机计算机的影像捕捉与定位识别程序模块，检验经标定的摄像机能否在标定板处于任意位置时将标定板上的所有黑白色格交叉点自动提取出来，若不能，重复步骤d，直至符合要求； f.撤除标定板，标定完成。上述变电站管型母线挠度监测方法，其管型母线挠度的计算与超标判定方法如下: a.根据管型母线上喷涂的监测点与母线之间色差情况设定灰度阈值； b.两台摄像机同步抓取管型母线图片，计算机根据灰度差异识别出所有监测点并提取出监测点的三维坐标； 所述坐标系按如下原则建立:坐标系原点位于所监测的半段管型母线所在的固定绝缘子I与地表相交处，竖直方向为Y轴方向，沿管型母线轴线的水平方向为X方向，与XY平面垂直方向为Z轴方向； C.计算所有监测点与管型母线支撑点之间的距离Λ、所有监测点与管型母线支撑点之间X坐标的差值所有监测点与管型母线支撑点之间I坐标的差值Λ.、所有监测点与管型母线支撑点之间与z坐标的差值&； d.取Ii与Xi的平方差开根号得到fu； e.取Zi与的平方和开根号得到f2i； f.取fu与f2i的均值fai为该监测点对应的挠度值； g.将所有监测点所对应的挠度值进行对比，取其最大值作为管型母线的最大挠度f.丄 max 9 h.取管型母线挠度的限定值/7im为管型母线外径值V与0.0045倍跨距Z的均值，SPZ7im= (d+0.0045Z)/2 ； 1.将管型母线的最大挠度与限定值/7im进行对比，若>/7im，则判定管型母线挠度超标并发出报警信息，否则判定管型母线挠度不超标。上述变电站管型母线挠度监测方法，根据得到的所有监测点坐标描画出各监测点，并采用插值方法拟合出对应的管型母线曲线显示在计算机显示屏中，提供观测曲线。本专利技术利用摄像机图像监测点提取技术和三维空间点匹配测量方式来实现对变电站管型母线挠度的实时监测，所用方法简单易行，可实现对管型母线挠度的实时、准确监测，从而保证了电网的安全运行。【专利附图】【附图说明】下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术测试方案总体示意图； 图2是管型母线监测点设置示意图； 图3是摄像机标定不意图； 图4是管型母线挠度计算的参数示意图； 图5是管型母线挠度计算和超标判定的逻辑示意图。图中各标号清单为:1、固定绝缘子，2、管型母线，3、监测点，4、第一摄像机，5、第二摄像机，6、防护罩，7、固定架，8、屏蔽双绞通信线，9、交换机，10、计算机，11、焊缝，12、标定板。文中与图中所用各符号的意义、管型母线上各监测点与端部支撑点X坐标的差值IF,、管型母线上各监测点与端部支撑点I坐标的差值管型母线上各监测点与端部支撑点Z坐标的差值;人.、管型母线上各监测点与端部支撑点的距离、各监测点处所对应的管型母线挠度的第一估算值，等于人.与 的平方差开根号；/21、各监测点处所对应的管型母线挠度的第二估算值，等于 与的平方和开根号、各监测点处所对应的管型母线挠度值，等于与/2,.的均值、管型母线在所有监测点处的最大挠度值;/lim、管型母线挠度限定值，即管型母线的超标阈值W、管型母线的外径值Z、管型母线的支撑跨距，即相邻两个用于支撑管型母线的固定绝缘子之间的距离。【具体实施方式】本专利技术是针对现有技术在管型母线挠度监测方面的不足而专门设计的。本专利技术需要解决四个问题:一是通过何种途径来对管型母线的挠度进行监测；二是如何设置管型母线上的监测点以便后期提取计算；三是如何对监测点进行识别和坐标数据提取；四是如何科学有效地根据提取的监测点坐标数据对管型母线的挠度进行计算和超标报警。参看图1，本专利技术采用两台内外参数均一致的摄像机结合后台支撑软件来对管型母线挠度进行监测。监测通过以下途径实现:设置互成角度的两台摄像机(第一摄像机4和第二摄像机5)，摄像机外部加装防护罩6，并固定在固定架7上，摄像机视角范围包括3/5以上管型母线；管型母线2上设置监测点3，所有监测点3均在两摄像机的视角范围内；两台摄像机采用屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站管型母线挠度监测方法，其特征是，所述方法首先在被监测管型母线上选择多个关键点作为监测点并用颜色进行标记，然后利用两台互成角度且经过标定的摄像机实时摄录包括所有监测点的管型母线图像；再由与两摄像机相连的计算机对两摄像机所采集的图像进行处理，提取各监测点的坐标数据并根据这些数据计算管型母线的最大挠度；最后将计算结果与管型母线挠度的限定值进行比较，判断管型母线的挠度是否超标。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐贵基，何玉灵，彭涛，马万里，赵振兵，刘尚坤，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：