一種鋪設架空線的智能監控系統及方法
2023-05-31 00:38:46 1
一種鋪設架空線的智能監控系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種架空線鋪設的智能監控系統及方法，該系統包括依次連接的現場檢測裝置、無線網組和數據處理裝置，所述的現場檢測裝置包括設置在放線滑車上的網絡攝像機、設置在牽引板上的角度傳感器、圖像轉換器、模數轉換器、無線發射模塊和電源，所述的網絡攝像機通過圖像轉換器與無線發射模塊連接，所述的角度傳感器通過模數轉換器與無線發射模塊連接，所述的無線發射模塊與無線網組連接，所述的電源分別與網絡攝像機、角度傳感器、圖像轉換器、模數轉換器和無線發射模塊連接。與現有技術相比，本發明具有準確性高、使用方便、結構簡單、維護成本低、可操作性強、安全性高等優點。
【專利說明】-種鋪設架空線的智能監控系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電力領域，尤其是設及一種鋪設架空線的智能監控系統及方法。
【背景技術】
[0002] 儘管隨著信息技術的飛速發展，帶來了各行各業生產設備和管理水平上的革新， 但由於電力施工的工作環境條件限制，使得目前的張力架線施工的技術水平相對滯後，而 且目前有針對性的對電力設備施工監控行業中的企業不多，定製化基礎不夠。該系統正是 瞄準了該樣的機會，通過系統的實施，為送變電施工量身定做一整套關鍵設備的監控裝置， 將會在施工過程中，為加快工期，提升施工質量能夠起到良好的促進作用。此外，該系統的 實施，同時也能夠積累一些關鍵的技術成果，該對於提升施工企業的技術水平和科研創新 水平也起到了一定的作用。
[0003] 工況監測與故障診斷技術是現代化生產發展的產物，在保障機器設備的安全運 行、預防事故發生W及實現設備維修制度由定期預防維修轉向基於設備運行狀態的預知維 修的變革等方面起到了關鍵性的指導作用，國內雖然起步較晚，但發展十分迅速，在設備 診斷技術的理論和應用方面作了大量的研究工作。目前在高壓架線的現場作業中，放線走 板在長距離的運行過程中會有不同程度的傾斜，滑車穿線過程中經常性的跳槽或者脫落， 該都極大影響了施工的進展，但是由於滑車又處於高空之中，工作人員無法長時間在地面 通過肉眼觀察滑車的整個穿線狀態，放線走板和滑車的實時狀態也需要一個嚴格的標準來 衡量。該樣的情況下亟需一個能在適當的位置對高空中牽引板和滑車的狀態進行監控並進 行數據採集，同時能夠對隨時可能發生的故障給予及時的報警的嵌入式裝置，W保證架線 施工的安全性和效率。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種準確性高、使用 方便、結構簡單、維護成本低、可操作性強、安全性高的鋪設架空線的智能監控系統及方法。
[0005] 本發明的目的可W通過W下技術方案來實現：
[0006] 一種架空線鋪設的智能監控系統，用於在架空線鋪設過程中監控牽引板放線和放 線滑車跳槽，包括依次連接的現場檢測裝置、無線網組和數據處理裝置，所述的現場檢測裝 置包括設置在放線滑車上的網絡攝像機、設置在牽引板上的角度傳感器、圖像轉換器、模數 轉換器、無線發射模塊和電源，所述的網絡攝像機通過圖像轉換器與無線發射模塊連接，所 述的角度傳感器通過模數轉換器與無線發射模塊連接，所述的無線發射模塊與無線網組連 接，所述的電源分別與網絡攝像機、角度傳感器、圖像轉換器、模數轉換器和無線發射模塊 連接。
[0007] 所述的無線網組包括網絡伺服器、主路由器和副路由器，所述的副路由器設有多 個，並且分別與主路由器和無線發射模塊連接，所述的主路由器分別與網絡伺服器和數據 處理裝置連接。
[000引所述的數據處理裝置包括工控機、顯示器和報警器，所述的工控機分別與主路由 器、顯示器和報警器連接。
[0009] 所述的數據處理裝置還包括手機客戶端，所述的手機客戶端與主路由器連接。
[0010] 所述的角度傳感器為=軸角度傳感器，所述的=軸角度傳感器採用微型電容式 MMA7361 巧片。
[0011] 所述的網絡攝像機的鏡頭軸線與水平面呈65度角。
[0012] 所述的無線發射模塊為USR-WIFI232-B模塊。
[0013] 一種架空線鋪設的智能監控方法，包括W下步驟：
[0014] 1)網絡攝像機實時地獲取滑車上滑輪、導線及牽引線的狀況圖像，並將該圖像經 過圖像轉換器轉換格式後，經過無線發射模塊和路由器發送到網絡伺服器中；
[0015] 2)工控機通過路由器從網絡伺服器獲取滑車的狀況圖像，判定導線和牽引線是否 時刻處於滑輪上的滑槽內，若是，則進行步驟3)，若否，則停止放線，進行修復並返回步驟 1);
[0016] 3)角度傳感器獲取牽引板相對於基準線的傾斜角度，並將該數據經過模數轉換器 轉換後，經過無線發射模塊和路由器發送到工控機中；
[0017] 4)工控機判定架空線鋪設過程中牽引相對於基準線的傾斜角度是否出現超過闊 值，若超過闊值，則進行報警，若沒有超過闊值，則返回步驟1).
[0018] 所述的步驟2)中導線和牽引線是否時刻處於滑輪上的滑槽內的判定方法包括W 下步驟：
[0019] 21)工控機獲取正常工作狀態下的滑車運行圖，並將此圖作為標準圖片；
[0020] 22)分別將標準圖片和實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行分割和 融合；
[0021] 23)對標準圖片和實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行配準，若配 準結果不滿足要求，則導線或牽引線已經脫離滑輪上的滑槽，若配準結果滿足要求，則導線 或牽引線在滑輪上的滑槽內正常運行。
[0022] 所述的步驟22)中的分割和融合的方法包括W下步驟：
[0023] 221)通過Meanshift算法對實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行 區域分割，並且採用空間量化為4096個箱格的RGB顏色空間表示分割後的子區域；
[0024] 222)統計每個子區域的RGB圖的顏色特徵，並計算每個子區域的規範化直方圖， 通過選擇化atlacha係數來度量各個子區域間的相似度，計算公式為：
[0025]
【權利要求】
1. 一種架空線鋪設的智能監控系統，用於在架空線鋪設過程中監控牽引板放線和放線 滑車跳槽，其特徵在於，包括依次連接的現場檢測裝置（1)、無線網組（2)和數據處理裝置 (3)，所述的現場檢測裝置（1)包括設置在放線滑車上的網絡攝像機（11)、設置在牽引板上 的角度傳感器（12)、圖像轉換器（13)、模數轉換器（14)、無線發射模塊（15)和電源（16)， 所述的網絡攝像機（11)通過圖像轉換器（13)與無線發射模塊（15)連接，所述的角度傳感 器（12)通過模數轉換器（14)與無線發射模塊（15)連接，所述的無線發射模塊（15)與無 線網組⑵連接，所述的電源（16)分別與網絡攝像機（11)、角度傳感器（12)、圖像轉換器 (13)、模數轉換器（14)和無線發射模塊（15)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的無線 網組⑵包括網絡伺服器（21)、主路由器（22)和副路由器（23)，所述的副路由器（23)設 有多個，並且分別與主路由器（22)和無線發射模塊（15)連接，所述的主路由器（22)分別 與網絡伺服器（21)和數據處理裝置（3)連接。
3. 根據權利要求2所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的數據 處理裝置（3)包括工控機（31)、顯示器（32)和報警器（33)，所述的工控機（31)分別與主 路由器（22)、顯示器（32)和報警器（33)連接。
4. 根據權利要求3所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的數據 處理裝置（3)還包括手機客戶端（34)，所述的手機客戶端（34)與主路由器（22)連接。
5. 根據權利要求1所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的角度 傳感器（12)為三軸角度傳感器，所述的三軸角度傳感器採用微型電容式MMA7361晶片。
6. 根據權利要求1所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的網絡 攝像機（11)的鏡頭軸線與水平面呈65度角。
7. 根據權利要求1所述的一種架空線鋪設的智能監控系統，其特徵在於，所述的無線 發射模塊（15)為USR-WIFI232-B模塊。
8. -種應用如權利要求1所述的架空線鋪設的智能監控系統的智能監控方法，其特 徵在於，包括以下步驟： 1) 網絡攝像機實時地獲取滑車上滑輪、導線及牽引線的狀況圖像，並將該圖像經過圖 像轉換器轉換格式後，經過無線發射模塊和路由器發送到網絡伺服器中； 2) 工控機通過路由器從網絡伺服器獲取滑車的狀況圖像，判定導線和牽引線是否時刻 處於滑輪上的滑槽內，若是，則進行步驟3)，若否，則停止放線，進行修復並返回步驟1); 3) 角度傳感器獲取牽引板相對於基準線的傾斜角度，並將該數據經過模數轉換器轉換 後，經過無線發射模塊和路由器發送到工控機中； 4) 工控機判定架空線鋪設過程中牽引相對於基準線的傾斜角度是否出現超過閾值，若 超過閾值，則進行報警，若沒有超過閾值，則返回步驟1)。
9. 根據權利要求8所述的一種架空線鋪設的智能監控方法，其特徵在於，所述的步驟 2)中導線和牽引線是否時刻處於滑輪上的滑槽內的判定方法包括以下步驟： 21) 工控機獲取正常工作狀態下的滑車運行圖，並將此圖作為標準圖片； 22) 分別將標準圖片和實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行分割和融 合； 23) 對標準圖片和實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行配準，若配準結 果不滿足要求，則導線或牽引線已經脫離滑輪上的滑槽，若配準結果滿足要求，則導線或牽 引線在滑輪上的滑槽內正常運行。
10.根據權利要求9所述的一種架空線鋪設的智能監控方法，其特徵在於，所述的步驟 22)中的分割和融合的方法包括以下步驟： 221) 通過Meanshift算法對實時獲取的網絡攝像機拍攝到的滑車運行圖像進行區域 分割，並且採用空間量化為4096個箱格的RGB顏色空間表示分割後的子區域； 222) 統計每個子區域的RGB圖的顏色特徵，並計算每個子區域的規範化直方圖，通過 選擇Bhatlacha係數來度量各個子區域間的相似度，計算公式為：
其中，P(R，Q)為子區域R和Q間的相似度，1^<為子區域R的規範化直方圖， 為子區域Q的規範化直方圖，u為直方圖的第u個箱格； 223) 通過最大相似度的區域融合算法對區域分割後的圖像進行區域融合，融合算法的 條件為：
其中，S1Q為Q的所有相鄰區域的集合，q為Q所有相鄰區域的個數，戶(Q，#)為Q與它 所有相鄰區域的相似性， 找到與Q的相似性最大的相鄰子區域，將其與Q進行區域融合。
【文檔編號】G05B19/048GK104503351SQ201510012113
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月9日 優先權日:2015年1月9日
【發明者】劉剛, 鄭思國, 錢虹, 寧尚昆, 賀遠, 趙龍, 張慶超, 朱凱, 文光磊, 金永祥, 肖俊曄, 楊威 申請人:國網上海市電力公司