[发明专利]基于视频监测技术的输电导线舞动幅值及频率的计算方法

说明书

本发明公开了属于视频图像处理技术的一种基于视频监测技术的输电导线舞动幅值及频率的计算方法。具体说是是以输电导线舞动时的运动轨迹为核心，通过对摄像机获得的视频图像进行处理，通过图像灰度化、滤波、直方图均衡化、分割及图像匹配后的导线目标图像舞动最低、最高位置图，获取该输电导线的舞动特性，然后对输电导线舞动幅值和频率的计算，全面掌握档距内导线的舞动性态及最大舞动幅值；该方法克服了现有舞动监测系统不能有效获得档距内导线舞动性态及最大舞动幅值的不足，使得测量结果更加准确、有效。

技术领域

本发明属于视频图像处理技术，特别涉及一种基于视频监测技术的输电导线舞动幅值及频率的计算方法。具体说是是以输电导线舞动时的运动轨迹为核心，通过对摄像机获得的视频图像进行处理，获取该输电导线的舞动特性，通过运动轨迹获取档距内任意位置处导线的舞动特性。

技术背景

在当前我国经济迅猛发展的大背景下，全社会对电力可靠性的要求越来越高,电力事故造成的经济损失越来越严重。输电线路作为电网组成的重要部分，其安全运行直接决定着电网运行的可靠性，然而由于输电线路广泛分布于荒郊野外，运行环境恶劣，当遭遇覆冰积雪及风力作用时将引起导线出现低频率(0.1-3HZ)、大幅度(约为导线直径的15-500倍)、非线性特征的舞动，由于输电线路舞动时振幅大、持续时间长，导致导线间距过小，绝缘隙小、振动疲劳、金具受损、杆塔倒塌等事故隐患，严重影响电网安全可靠运行。为此针对输电导线舞动开展监测分析，获取其舞动特征并开展相关防舞抑制措施，对于确保电网安全运行意义重大。

基于输电导线舞动监测对保障输电线路安全运行的重要性，国内外针对输电导线舞动监测开展了相关研究，监测方法和手段主要集中于：

第一类：在输电导线上布置传感器来采集输电线路舞动参数，分析并拟合成导线的舞动轨迹、计算得出导线舞动的最大幅值、频率等。导线舞动监测最常用的传感器为加速度传感器，通过安装于导线上的加速度传感器感知、测量导线舞动时刻的加速度，通过积分运算获得导线的运动轨迹，并得出舞动的幅值、频率等。加速度传感器具备结构简单、灵敏度高、测量速度快等优点，但是由于其工作原理仍是通过传感器获取表征加速度大小和方向的特征电气量来对舞动开展测量分析，运行现场导线周围交变电磁场、温漂、零漂等因素将影响其测量精度；同时要准确获得一个档距内任一点处的舞动或最大舞动值需要在一个档距内导线上安装多个传感器，增加了测量的工作量及不安全因素，另外导线安装过多的传感器将改变其原有的舞动规律，影响测量结果的有效性，故在运行现场大范围安装实施存在困难。

第二类：采用视频监控并对获取的图像进行处理获得导线舞动特性。按监测方法的不同可分为固定式和便携式监测设备：固定式监测装置即舞动在线监测系统，将摄像装置固定于杆塔某一位置获取导线舞动的整个视频图像，通过对视频图像进行处理获得监控范围内不同点的舞动特征；受摄像装置监控范围的限制，该方法目前只能获得可视范围内部分导线的舞动形态，而档距内导线较长，无法获得整个档距导线的舞动状况，也不能有效得到档距内导线的舞动严重程度。便携式监测设备即通过工作人员携带摄像装置对舞动导线的任意位置进行监测，通过分析监测图像获得监测点处导线舞动的性态；便携式设备虽然能有效获得档距内导线任意位置的舞动性态，但是对于导线舞动状况的监测依赖于人工对监测点的选择，如果不能有效选取舞动最严重点开展监测，则无法获得档距内导线的舞动严重程度。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于视频监测技术的输电导线舞动幅值及频率的计算方法，其特征在于，包括：

1)输电导线舞动幅值的确定

(1)数据的采集：将输电线路杆塔上摄像机所拍摄的视频图像通过GPRS网络传送至控制中心；具体是通过在杆塔每相导线正上方位置固定一个高清摄像装置，对档距内某一位置p点处导线开展全天候监测，并通过GPRS或CDMA方式传送至监控中心；

(2)相关参数的确定：测量周围环境温度，环境湿度，风速；查找固定档距，摄像机所拍摄的视频图像一秒钟所得的视频图像帧数；