[发明专利]一种基于视频差异分析的输电导线舞动测量方法

说明书

技术领域

本发明属于数字视频图像处理及输电线路在线监测技术领域，涉及一种输电线路导线舞动测量方法，具体涉及一种基于视频差异分析的输电线路导线舞动测量方法。

背景技术

架空输电线路受自然条件的影响会发生多种灾害事故，而输电导线舞动是其中较为严重的一种灾害。输电导线舞动是覆冰导线在风的作用下产生的低频率、大振幅自激振动。输电导线舞动轻者导致输电系统发生闪络和跳闸，重者使输电系统发生金具及绝缘子损坏、导线断股、断线，杆塔螺栓松动和脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。对输电导线绝缘子串风偏角进行有效监测成为当务之急。

近几年，输电线路导线舞动在线监测技术得到了一定的发展，比如采用摄像技术来实现的输电导线舞动在线监测技术在实践中得到了一定的应用，它主要通过摄像机给出输电导线舞动现场的图片或视频，工作人员根据传回的现场图片或视频对输电导线的运行状况做出判断，采取相应的措施，进行巡检或检修，来防止输电导线舞动的发生，但是这种方法只能是工作人员通过人眼直观的观看，没有实现对导线舞动的定量监测，不能给出输电导线舞动幅值和频率等特征信息的精确结果，而且无法满足智能电网建设中的自动诊断要求，逐步制约了其在实际中的推广。基于ZigBee网络的输电线路舞 动在线监测技术是最近几年研究的比较热点的一种技术，主要通过加速度传感器获取导线单点舞动轨迹，并利用输电导线舞动的数学模型计算导线舞动的特征数据(主要包括导线舞动频率、舞动幅值、波数等)，但存在导线轨迹还原误差大、多点采集同步困难以及系统运行稳定性较低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视频差异分析的输电线路导线舞动测量方法，解决了现有输电线路舞动在线监测技术导线轨迹还原误差大、多点采集同步困难以及系统运行稳定性较低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于视频差异分析的输电线路导线舞动测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：通过安装在杆塔上的工业摄像机采集输电线路的视频和图像数据，经过无线通讯方式或光纤通信传送至监控中心；在监控中心从视频和图像数据中截取要监测的输电导线舞动的数字图像，得到目标图像；

步骤2：监控中心对步骤1得到的目标图像进行处理，得到导线舞动的实际距离。

本发明的特点还在于，

其中步骤2监控中心对步骤1得到的目标图像进行处理，得到导线舞动的实际距离，具体按照以下步骤实施：

a.对步骤1得到的目标图像进行去噪和边缘增强；

b.利用图像金字塔计算相邻两帧步骤a得到的去噪和边缘增强后的图像间的光流值，用光流值乘以图像采样间隔得到导线上像素点移动的像素距离；

c.根据标定摄像机的摄像机参数，确定地球坐标系和图像坐标系之间的 相对位置，把步骤b得到的像素点移动的像素距离的二维图像坐标转化为世界坐标，得到导线舞动的实际距离。

其中步骤a对目标图像进行去噪和边缘增强，去噪采用中值滤波法，用邻域点的中值代替该点的数值，即：

g(x，y)＝Median[x₁，x₂，x₃，…，x_n]，

其中x₁，x₂，x₃，…，x_n为点(x，y)及其邻域的灰度值；

边缘增强采用拉普拉斯算子，对于数字图像f(i，j)，拉普拉斯算子定义为：