[发明专利]一种基于双目视觉的变电站异物检测方法

说明书

本发明涉及一种基于双目视觉的变电站异物检测方法，包括以下步骤：S1：在变电站内均匀布置多组双目摄像头；S2：获取双目摄像头内外参数；S3：划分出不同等级的安全警戒区域，保存安全警戒区域的顶点三维坐标值并构建数据库；S4：对动态目标进行双目预处理操作并提取5对特征点的像素坐标，计算动态目标的三维坐标值、侵入速度和运动方向；S5：结合动态目标的三维坐标值、侵入速度和运动方向，综合判断动态目标入侵程度。与现有技术相比，本发明可以获取待检测目标的深度值，还原出检测对象的真实三维坐标；可以精准判断异物所处区域，进而得出异物前进方向和前进速度，综合评判异物入侵等级，合理的采取相应措施。

技术领域

本发明涉及变电站安全防护领域，尤其是涉及一种基于双目视觉的变电站异物检测方法。

背景技术

电力输送直接影响着国计民生，变电站又在电能输送环节起到了至关重要的作用。变电站常常建设在城市远郊或偏僻地区，日常值守变电站会投入大量的人力物力。随着视频检测技术在变电站监测领域的应用，一定程度上完成了变电站的无人值守的目标，但是传统的视频监控技术还存在一定的局限性。虽然运维人员可以远程掌握变电站的信息，但传输回主控中心的视频信息还需要人工筛选进而提取有价值的信息；另外，目前监控摄像头大部分为单目摄像头，其不能提供监控场景的深度信息，实际侵入距离只能由人工的主观判断，存在很大的主观因素，增大了误报的概率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够控快速获取目标三维坐标的基于双目视觉的变电站异物检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于双目视觉的变电站异物检测方法，包括以下步骤：

S1：在变电站内均匀布置多组双目摄像头，使监控范围覆盖整个变电站；

S2：对双目摄像头进行标定，获取内外参数；

S3：针对各双目摄像头的检测场景，划分出不同等级的安全警戒区域，保存安全警戒区域的顶点三维坐标值并构建数据库；

S4：双目摄像头的左右相机同时采集视频数据并利用三帧差法提取动态目标，对动态目标进行双目预处理操作并提取5对特征点的像素坐标，利用三角测量原理计算动态目标的三维坐标值、侵入速度和运动方向；

S5：结合动态目标的三维坐标值、侵入速度和运动方向，综合判断动态目标入侵程度。

本发明主要发明内容有：

1)构建监控警戒区域顶点数据库。

在步骤S3中，结合当前监测区域的实际情况合理的划分为预警区域和报警区域。利用已经标定好的双目摄像头，计算出预警区域和报警区域顶点的三维坐标值，并构建监控警戒区域顶点数据库，并与后期侵入异物侵入等级的快速评判。

2)双目监控快速获取异物三维坐标。

首先，左右两摄像机记为在各自的视频数据中同时选取三帧图像记为I_k-2,I_k-1,I_k，其中当前视频帧I_k分别与前一帧I_k-1以及前两帧分别做差分运算，获取特征图像F(x,y)。进一步，在特征图像F(x,y)中选取动态异物的最小内接矩形，并记录该动态异物矩形范围的顶点坐标数据。

利用异物矩形范围的顶点坐标，仅在此范围内对左右两幅图像中的异物进行匹配，最终保存5对特征点的原始像素坐标。

通过同一特征点的像素坐标(u_l,v_l)和(u_r,v_r)计算视差值。通过计算获得的视差d结合三角测量原理便能还原出动态目标在所检测环境下的三维坐标值(X,Y,Z)。