[发明专利]一种关于高压输电线路杆塔倾斜的视频监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及高压电线路的安全监测领域。

背景技术

随着经济的高速发展，高压输电线路越来越多，其分布广、环境复杂的特点，使输电线路的监控和维护很困难。目前影响电力设备安全的主要因素可以归结为：

1、人为因素主要表现为偷盗、攀爬塔架、违章施工等。

2、自然因素主要表现为雷击、暴风雨雪、山体滑坡等。

上述因素都会对塔架和输电线产生短期和长期的影响，如果不能对故障快速判别和处理，会对电力系统和人们的生产及生活造成严重的损失。

目前国内外高压线的检查多采用直升机巡线的方式，此方法最大的缺陷是安全问题，飞机出行受天气的影响大，且成本非常高。20世纪80年代末开始，国外开始研究巡线机器人。近期，国内也有机构设计了该类机器人，但其系统复杂，运行稳定性及检测范围都存在一定得问题，且能耗成了该系统的瓶颈。近年来，随着无线传感网技术的发展，应用该技术解决电力线安全问题成为可能。高压塔架监控系统采用无线方式安全问题成为可能。高压塔架监控系统采用无线方式主要有以下两方面优点：一方面，有线网的布线及改线工程庞大、易受损不可移动，而无线方式很好地克服了高压线路监控范围广的限制；另一方面，高压线路不允许监控设备直接在线路上取电源.而无线方式拥有低能耗的特性。当前，国家电力建设研究所采用了克尔斯博科技公司研发的无线传感器网络产品，用于监测大跨距输电线路的应力、温度和震动等参数。但是，目前无线传感网在电力系统的应用仅仅是初步研究，其在电源供应、路由协议、检测算法等方面还需要进行深入地研究。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种可用性高，有效性好的基于无线视频传感器网络的高压输电线路杆塔倾斜的视频监测系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种关于高压输电线路杆塔倾斜的视频监测系统，包括视频检测模块、无线发送模块、数据处理服务器，其特征在于，视频检测模块拍摄铁塔底部附近位置图像后通过无线发送模块将图像数据传输给数据处理服务器；数据处理服务器进行铁塔底部附近倾斜和垂直便宜测量；确定摄像机坐标系中两次摄像机变化的距离；计算旋转角度和垂直偏移值并设定阈值；超过阈值报警。

高压输电线路杆塔倾斜的视频监测方法，其特征在于：

(1)标定摄相机，求解相机内外参数基准坐标cx，cy；

(2)以定标点在图像中的坐标和其实际的三维坐标计算摄相机的外参，也就是旋转平移向量；

(3)用相机的外参与定标点两个矩阵的乘积确定定标点在摄像机坐标系中的坐标；

(4)求解摄像机偏移后相机的外参数；

(5)将外参值转换到摄像机坐标系中，确定在摄像机坐标系中摄像机到定标点的距离；

(6)计算摄像机坐标系中两次摄像机变化的距离；

(7)根据余弦定理求解旋转的角度，再根据铁塔的高度计算垂直偏移数，并设定阈值，一旦角度及垂直偏移数超过阈值发出警报。

进一步技术方案为，求解外参的公式如下：

s·m′＝A·[R|t]·M′或者