變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法及系統，它包括雙目相機和紅外相機，所述雙目相機和紅外相機通過固定架安裝在刀閘附近的預設位置上，所述雙目相機和紅外相機采集的可見光圖像和紅外圖像通過傳輸網絡輸入設置在監控室的微處理器，所述微處理器與顯示器和存儲器連接，所述微處理器對所述可見光圖像和紅外圖像進行處理并辨識刀閘的合閘狀態，所述微處理器通過傳輸網絡將辨識情況傳輸給上位機和個人信息終端。本發明通過雙重監測能夠使運維人員及時發現刀閘閉合的實際情況，無需到變電站現場就可以實現刀閘的監控與管理，進而提高變電站日常運行管理維護的效率，降低發生事故的概率。
【專利說明】變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法及系統
[0001]
【技術領域】:
本發明涉及一種刀閘閉合狀態監測方法，特別是涉及一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法及系統。
[0002]【背景技術】:
隨著電力事業的快速發展，變電站的數量越來越多，并且無人值守的變電站數量也在不斷增加，這給電力設備的監護造成很大影響，在變電站中，大電流電路的接通與斷開是用刀閘控制的，在某些場景下，例如發生斷電故障、或例行檢查時，需要知道刀閘是處于閉合狀態還是開斷狀態。目前判斷刀閘開合與否的方法是派人到現場用肉眼觀察，費時費力，很不方便，而且變電站數量多、分布廣，如果需要同時知道多個變電站的刀閘狀態就需要大量人力。
[0003]
【發明內容】
:
本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種設置合理、容易實施、監控準確且傳輸及時的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法及系統。
[0004]本發明的技術方案是:
一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，包括以下步驟:
a、在刀閘附近的預設位置上安裝雙目相機和紅外相機，經過調整圖像分辨率、自適應調整圖像質量和均衡圖像灰度和對比度，對刀閘閉合狀態進行拍攝可見光圖像和紅外圖像；
b、上述圖像通過傳輸網絡輸入設置在監控室的微處理器中，微處理器運行LINUX操作系統，實現對上述圖像進行在線實時接收、處理、存儲與管理；利用雙目測距技術測量刀閘位置的幾何信息，利用直線檢測技術檢測刀閘閉合時的角度信息，利用紅外測溫技術測量刀閘接觸點的溫度信息，并將上述信息與存儲器中預設的刀閘的正確合閘信息相比對，從而對道閘閉合狀態進行辨識；
C、上述辨識情況通過傳輸網絡上傳到上位機中，進行集中監控，如果刀閘閉合不到位，微處理器發出報警信號，該報警信號通過無線傳輸網傳輸給個人信息終端，能夠及時進行維護。
[0005]雙目相機經過精確標定，利用視差測量的原理，能夠精確測量圖像中物體的幾何位置，得到被測對象的三維位置坐標信息；傳輸網絡采用無線網絡或有線網絡。
[0006]雙目相機和紅外相機通過固定架安裝在預設位置上，并且固定架設置有角度調整機構，能夠調整監控角度。采用人工操控角度調整機構，或通過電機操控角度調整機構。
[0007]一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，包括雙目相機和紅外相機，所述雙目相機和紅外相機通過固定架安裝在刀閘附近的預設位置上，所述雙目相機和紅外相機采集的可見光圖像和紅外圖像通過傳輸網絡輸入設置在監控室的微處理器，所述微處理器與顯示器和存儲器連接，所述微處理器對所述可見光圖像和紅外圖像進行處理并辨識刀閘的合閘狀態，所述微處理器通過傳輸網絡將辨識情況傳輸給上位機和個人信息終端。
[0008]所述固定架包括橫架和立架，二者通過鉸接軸轉動式連接，所述雙目相機和紅外相機安裝在所述橫架上，所述立架上設置有抱箍，所述抱箍固定在所述預設位置上，所述橫架和豎架之間設置有角度調整機構。
[0009]所述角度調整機構包括弧形板和緊固螺栓，所述弧形板的上端與所述橫架的底部鉸接，所述緊固螺栓設置在所述立架上且外端設置有螺母，所述弧形板上設置有弧形槽，所述緊固螺栓位于所述弧形槽中且通過螺母緊固。
[0010]所述角度調整機構包括弧形齒板和電機，所述弧形齒板的上端與所述橫架的底部連接，所述電機設置在所述立架上且輸出軸上安裝有齒輪，所述弧形齒板與所述齒輪相嚙合。或者，所述橫架上設置有太陽能板和蓄電池組，所述蓄電池組與所述電機連接。
[0011]所述電機通過無線傳輸與遙控器連接，或者通過有線傳輸與控制器連接；所述傳輸網絡為無線網絡或有線網絡。
[0012]本發明的有益效果是:
1、本發明通過雙重監測能夠使運維人員及時發現刀閘閉合的實際情況，無需到變電站現場就可以實現刀閘的監控與管理，進而提高變電站日常運行管理維護的效率，降低發生事故的概率。
[0013]2、本發明經過精確標定和固定安裝的雙目相機利用視差測量的原理，能夠精確測量圖像中物體的幾何位置，得到被測對象的三維位置坐標信息，這可以作為判斷刀閘閉合狀態的基礎，而由于刀閘的邊緣均具有直線特征，因此利用圖像處理中的直線檢測技術，能夠清晰的辨識刀閘的邊緣特征，從而為判斷刀閘閉合狀態提供重要依據。
[0014]3、本發明通過紅外相機監控刀閘，如果刀閘閉合不好，在通電后接觸點接觸不良，必然導致觸點發熱，該特征能夠利用紅外相機進行準確測量，從而為判斷刀閘閉合狀態提供重要依據。
[0015]4、本發明雙目相機和紅外相機通過固定架設置在刀閘附近，并且，固定架能夠轉動，便于調整傾斜角度，使雙目相機和紅外相機能夠更好的監控刀閘閉合狀態，使用方便。
[0016]5、本發明既可以采用人工調節固定架的轉動，也可以采用電機和齒輪控制固定架的轉動，形式靈活，并且，電機可以采用遙控操作，方便快捷，另外固定架采用抱箍與刀閘附近的固定物體連接，拆裝方便，效率高。
[0017]6、本發明固定架上設置有太陽能板，能夠利用太陽能發電來驅動電機工作，節約能耗，且提聞環境保護。
[0018]7、本發明設置合理、容易實施、監控準確且傳輸及時，其應用范圍廣，易于推廣實施，具有良好的經濟效益。
[0019]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統的電路原理圖；
圖2變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統中固定架的結構示意圖；
圖3圖2所示相機固定架的俯視圖。
[0020]【具體實施方式】:
實施例:參見圖1-圖3,圖中，1-紅外相機,2-雙目相機,3-傳輸網絡,4-微處理器，5-顯示器，6-傳輸網絡，7-上位機，8-個人信息終端，9-存儲器，I卜橫架，12-豎架，13-鉸接軸，14-抱箍，15-緊固螺栓，16-弧形板。
[0021]變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統包括雙目相機2和紅外相機1，其中:雙目相機I和紅外相機I通過固定架安裝在刀閘附近的預設位置上，雙目相機2和紅外相機I采集的可見光圖像和紅外圖像通過傳輸網絡3輸入設置在監控室的微處理器4，微處理器4與顯示器5和存儲器9連接，微處理器4對可見光圖像和紅外圖像進行處理并辨識刀閘的合閘狀態，微處理器4通過傳輸網絡6將辨識情況傳輸給上位機7和個人信息終端8。
[0022]固定架包括橫架11和立架12，二者通過鉸接軸13轉動式連接，雙目相機2和紅外相機I安裝在橫架11上，立架12上設置有抱箍14，抱箍14固定在預設位置上，橫架11和豎架12之間設置有角度調整機構。
[0023]角度調整機構包括弧形板16和緊固螺栓15，弧形板16的上端與橫架11的底部鉸接，緊固螺栓15設置在立架12上且外端設置有螺母，弧形板16上設置有弧形槽，緊固螺栓15位于弧形槽中且通過螺母緊固，通過弧形板16和緊固螺栓15能夠調整橫架11的傾斜角度，便于更好的拍攝刀閘的合閘狀態。
[0024]角度調整機構還可以采用另一種結構:弧形齒板和電機的組合(圖中未畫出)，弧形齒板的上端與橫架的底部連接，電機設置在立架上且輸出軸上安裝有齒輪，弧形齒板與齒輪相嚙合。電機可以采用變電站的電源供電，也可以采用太陽能板供電，太陽能板和蓄電池組設置在橫架上，蓄電池組與電機連接。
[0025]電機通過無線傳輸與遙控器連接，或者通過有線傳輸與控制器連接；傳輸網絡為無線網絡或有線網絡。
[0026]變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，包括以下步驟:
a、經過調整圖像分辨率、自適應調整圖像質量和均衡圖像灰度和對比度,對刀閘閉合狀態進行拍攝可見光圖像和紅外圖像；
b、微處理器運行LINUX操作系統，實現對上述圖像進行在線實時接收、處理、存儲與管理；利用雙目測距技術測量刀閘位置的幾何信息，利用直線檢測技術檢測刀閘閉合時的角度信息，利用紅外測溫技術測量刀閘接觸點的溫度信息，并將上述信息與存儲器中預設的刀閘的正確合閘信息相比對，從而對道閘閉合狀態進行辨識；
C、上述辨識情況通過傳輸網絡上傳到上位機中，進行集中監控，如果刀閘閉合不到位，微處理器發出報警信號，該報警信號通過無線傳輸網傳輸給個人信息終端，能夠及時進行維護。
[0027]雙目相機經過精確標定，利用視差測量的原理，能夠精確測量圖像中物體的幾何位置，得到被測對象的三維位置坐標信息，這可以作為判斷刀閘閉合狀態的基礎。而由于刀閘的邊緣均具有直線特征，因此利用圖像處理中的直線檢測技術，能夠清晰的辨識刀閘的邊緣特征，從而為判斷刀閘閉合狀態提供重要依據。如果刀閘閉合不好，在通電后接觸點接觸不良，必然導致觸點發熱，該特征能夠利用紅外相機進行準確測量。傳輸網絡采用無線網絡或有線網絡。
[0028]本發明由雙目相機和紅外測溫相機分別實時采集變電站刀閘的可見光圖像和紅外圖像，由通信傳輸系統將圖像傳輸至服務器進行在線處理，利用雙目可見光圖像對變電站刀閘閉合狀態的辨識，并利用紅外圖像進一步確定刀閘閉合狀態，實現對變電站刀閘閉合狀態的在線監測和辨識。
[0029]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，包括以下步驟: a、在刀閘附近的預設位置上安裝雙目相機和紅外相機，經過調整圖像分辨率、自適應調整圖像質量和均衡圖像灰度和對比度，對刀閘閉合狀態進行拍攝可見光圖像和紅外圖像； b、上述圖像通過傳輸網絡輸入設置在監控室的微處理器中，微處理器運行LINUX操作系統，實現對上述圖像進行在線實時接收、處理、存儲與管理；利用雙目測距技術測量刀閘位置的幾何信息，利用直線檢測技術檢測刀閘閉合時的角度信息，利用紅外測溫技術測量刀閘接觸點的溫度信息，并將上述信息與存儲器中預設的刀閘的正確合閘信息相比對，從而對道閘閉合狀態進行辨識； C、上述辨識情況通過傳輸網絡上傳到上位機中，進行集中監控，如果刀閘閉合不到位，微處理器發出報警信號，該報警信號通過無線傳輸網傳輸給個人信息終端，能夠及時進行維護。
2.根據權利要求1所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，其特征是:雙目相機經過精確標定，利用視差測量的原理，能夠精確測量圖像中物體的幾何位置，得到被測對象的三維位置坐標信息；傳輸網絡采用無線網絡或有線網絡。
3.根據權利要求1所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，其特征是:雙目相機和紅外相機通過固定架安裝在預設位置上，并且固定架設置有角度調整機構，能夠調整監控角度。
4.根據權利要求3所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識方法，其特征是:采用人工操控角度調整機構，或通過電機操控角度調整機構。
5.一種變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，包括雙目相機和紅外相機，其特征是:所述雙目相機和紅外相機通過固定架安裝在刀閘附近的預設位置上，所述雙目相機和紅外相機采集的可見光圖像和紅外圖像通過傳輸網絡輸入設置在監控室的微處理器，所述微處理器與顯示器和存儲器連接，所述微處理器對所述可見光圖像和紅外圖像進行處理并辨識刀閘的合閘狀態，所述微處理器通過傳輸網絡將辨識情況傳輸給上位機和個人信息終端。
6.根據權利要求5所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，其特征是:所述固定架包括橫架和立架，二者通過鉸接軸轉動式連接，所述雙目相機和紅外相機安裝在所述橫架上，所述立架上設置有抱箍，所述抱箍固定在所述預設位置上，所述橫架和豎架之間設置有角度調整機構。
7.根據權利要求6所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，其特征是:所述角度調整機構包括弧形板和緊固螺栓，所述弧形板的上端與所述橫架的底部鉸接，所述緊固螺栓設置在所述立架上且外端設置有螺母，所述弧形板上設置有弧形槽，所述緊固螺栓位于所述弧形槽中且通過螺母緊固。
8.根據權利要求6所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，其特征是:所述角度調整機構包括弧形齒板和電機，所述弧形齒板的上端與所述橫架的底部連接，所述電機設置在所述立架上且輸出軸上安裝有齒輪，所述弧形齒板與所述齒輪相嚙合。
9.根據權利要求8所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，其特征是:所述橫架上設置有太陽能板和蓄電池組，所述蓄電池組與所述電機連接。
10.根據權利要求8所述的變電站刀閘閉合狀態在線監測辨識系統，其特征是:所述電機通過無線傳輸與遙控器連接，或者通過有線傳輸與控制器連接；所述傳輸網絡為無線網絡或有線網絡。
【文檔編號】G01C11/02GK104377836SQ201410742556
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】魏暉, 張偉政, 鐘浩, 耿琦, 蘇迪, 程永飛, 賈學東 申請人:國家電網公司, 鄭州艾普世科技有限公司, 國網河南省電力公司鄭州供電公司