本實用新型提出了一種輸電線路舞動智能視頻在線監測系統，屬于智能電網技術領域。

背景技術：

輸電線路常年運行于野外，地理和氣象條件復雜，易受大風天氣、覆冰覆雪等影響引發舞動，對輸電線路及桿塔的穩定可靠運行帶來危害；氣候變化頻繁地區惡劣天氣頻繁出現，輸電線路遭受舞動災害的概率和程度較大，因此需要對輸電線路舞動進行實時監測，確保輸電線路安全穩定運行。

目前在電力系統中，輸電線路舞動監測多采用人工巡線的方式，人工巡線受天氣影響嚴重，輸電線路舞動多發生于惡劣氣候條件下，對人工出行造成極大困難，而且效率低、成本高、智能化程度低，無法滿足電網智能化發展和管理的需求。

基于視頻的輸電線路舞動監測系統具有成本低廉、結構簡單、安裝維護方便、智能化程度高、受天氣影響小等諸多優點，中國專利“一種關于高壓輸電線路導線舞動的視頻監測系統”（申請號：201110385684.8）提出了高壓輸電線路導線舞動的視頻監測系統和計算方法，但是需要將采集到的視頻圖像無線傳輸到數據服務器進行處理，傳輸過程中數據容易丟失、數據傳輸難度大、網絡建設成本高；多個檔距的圖像都需要匯總到數據服務器處理，實現的難度較大；處理過程中需要人工輔助參與，不但進一步增加了實現的難度，而且喪失了舞動監測的時效性；一個檔距就需要3臺攝像機，成本也較高。

綜上所述，現有主要的舞動監測方式成本高、智能化程度低，視頻數據傳輸難度大，時效性差，存在諸多缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種成本低廉、結構簡單、安裝維護方便、智能化程度高、受天氣影響小的輸電線路舞動智能視頻在線監測系統，同時為了克服現有技術的不足，將現場采集的輸電線路視頻實時就地分析處理，有效降低了數據傳輸難度和運行成本、大大提高了舞動監測的實效性和智能化程度；消除了多種因素造成的干擾，并且采用實際尺寸與視頻尺寸的對應比例作為標尺，處理結果可靠，準確性高。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述的輸電線路舞動智能視頻在線監測系統包括視頻采集模塊（1）、通訊模塊（2）、數據分析處理模塊（3），固定安裝于桿塔（4）上，保證視頻采集模塊（1）能夠完整采集被監測的輸電線路（5）和相鄰桿塔（6）的視頻，并將所述視頻實時送往數據分析處理模塊（3）進行處理分析。系統對采集到的視頻數據進行就地分析處理，不用進行視頻圖像數據傳輸，降低了數據傳輸難度和運行成本，解決了視頻數據量過大時中心服務器處理難度過大的問題。

所述的數據分析處理模塊（3）進行視頻的單幀圖像實時分析處理，消除環境因素影響，提取并形成輸電線路（5）的幾何信息，并確定其連接相鄰桿塔（6）的端點數據；數據分析處理模塊（3）根據預存的桿塔（4）和相鄰桿塔（6）的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應比例標尺，確定輸電線路（5）的空間坐標，完成單幀分析處理。輸電線路（5）的幾何信息包括輸電線路（5）輸電線輪廓，以及兩側桿塔外輪廓，結合相鄰桿塔（6）的端點數據可以準確計算檔距在圖像中的長度。檔距可以通過實地測量或者由線路參數直接獲得，并且檔距在圖像或視頻信息中易于測量，作為標尺可以提高系統的計算精度。在考慮視覺偏差影響時，系統還可包含水平垂直方向測量傳感器，實時獲得水平或垂直信息，對采集的視頻信息進行角度矯正，使圖像處理和計算過程中不會受拍攝角度影響而導致誤差的產生，有效提高系統運行的穩定性。

所述的數據分析處理模塊（3）對單幀分析處理后的輸電線路（5）連續圖像幀進行幀間差分處理，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡，所述的舞動軌跡為整條輸電線路（5）的舞動軌跡。

所述的數據分析處理模塊（3）根據輸電線路（5）的空間坐標以及輸電線路（5）舞動軌跡，計算輸電線路（5）的舞動振幅和舞動頻率。

所述的數據分析處理模塊（3）將實時就地計算出的振幅和頻率進行存儲，通過通訊模塊（2）上傳，并與設定的振幅和頻率限值比較，超限后進行預警或報警；預警和報警可以通過采用不同的限值設定實現，而且預警也有助于運行人員提前關注可能發生問題的線路，提前準備、及時處理。

所述的視頻的單幀圖像實時分析處理，是采用智能圖像處理技術對視頻采集模塊（1）采集到的每幀圖像信息進行包括濾波去噪、圖像增強、灰度化處理、邊緣檢測等處理，降低復雜環境背景對系統圖像處理的干擾，提高舞動監測的準確性。由于輸電線路所處地理環境復雜，終年暴露于野外，進行圖像采集過程中，將會因天氣、光線等因素變化，而使采集到的圖像模糊，甚至充滿噪聲，對圖像信息進行預處理可以有效去除噪聲，增加圖像的清晰度。

所述的對單幀分析處理后的輸電線路（5）連續圖像幀進行幀間差分處理，是去除連續幀圖像之間重合部分，提取連續幀圖像中運動物體的圖像信息，同時對幀差處理后的圖像進行閾值分割，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡。

所述的計算輸電線路（5）的舞動振幅，是結合輸電線路（5）運動軌跡，對多幀連續視頻圖像中輸電線路（5）的空間坐標變化規律進行分析，計算出輸電線路（5）往返變化的雙側最大值，將該值除以2即得到輸電線路（5）的舞動振幅。由于獲得的舞動軌跡是整條線路的，多幀連續軌跡疊加后構成的為類似紡錘體的軌跡圖，在該圖中很容易找到紡錘體的放出體最大值，計算簡單方便。

所述的計算輸電線路（5）的舞動振幅，是將對應雙側最大值的視頻圖像幀號之差，乘以相鄰2幀的時間間隔，然后乘以2即得到輸電線路（5）的舞動頻率。

與現有技術相比較，本實用新型具有如下優點：

采用智能視頻進行輸電線路舞動在線監測，具有成本低廉、結構簡單、安裝維護方便、不需人工干預、受天氣影響小等優點；而且對視頻圖像信息實時就地分析處理，降低了數據傳輸難度和運行成本，大大提高了舞動監測的實效性和智能化程度。

利用輸電線路兩端桿塔之間的檔距作為標尺，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應比例關系，獲取容易、可操作性強，有效提高了計算精度，提高測量的準確率。

在智能視頻分析處理過程中，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，考慮了視覺偏差影響，有效提高了系統的測量精度。

附圖說明

圖1：系統結構示意圖。

圖2：系統固定式安裝結構示意圖。

圖中：1—視頻采集模塊、2—通訊模塊、3—數據分析處理模塊、4—桿塔、5—輸電線路、6—相鄰桿塔、7—中心服務器、8—系統固定式結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖1所示，系統包括視頻采集模塊（1）、通訊模塊（2）、數據分析處理模塊（3），集成為一體，構成固定式結構（8）；視頻采集模塊（1）采集的視頻數據送給數據分析處理模塊（3），數據分析處理模塊（3）通過通訊模塊（2）與外界交換數據。

如圖2和圖1所示，系統采用固定式結構（8），固定安裝于桿塔（4）上，保證視頻采集模塊（1）能夠完整采集被監測的輸電線路（5）和相鄰桿塔（6）的視頻，并將所述視頻實時送往數據分析處理模塊（3）進行處理分析。由于輸電線路（5）舞動的頻率不高，視頻圖像采集模塊（1）可以采用普通的數碼攝像機，實時采集輸電線路（5）的視頻信息。系統對采集到的視頻數據進行就地分析處理，不用進行視頻圖像數據傳輸，降低了數據傳輸難度和運行成本，解決了視頻數據量過大時中心服務器處理困難的問題。

數據分析處理模塊（3）進行視頻的單幀圖像實時分析處理，消除環境因素影響，提取并形成輸電線路（5）的幾何信息，并確定其連接相鄰桿塔（6）的端點數據；數據分析處理模塊（3）根據預存的桿塔（4）和相鄰桿塔（6）的檔距值，考慮視覺偏差影響，建立實際尺寸與視頻尺寸的對應比例標尺，確定輸電線路（5）的空間坐標，完成單幀分析處理。輸電線路（5）的幾何信息包括輸電線路（5）輸電線輪廓，以及兩側桿塔外輪廓，結合相鄰桿塔（6）的端點數據可以準確計算檔距在圖像中的長度。

數據分析處理模塊（3）對單幀圖像分析處理后的輸電線路（5）連續圖像幀進行幀間差分處理，去除連續幀圖像之間重合部分，提取連續幀圖像中運動物體的圖像信息，同時對幀差處理后的圖像進行閾值分割，消除因鏡頭晃動或者背景中物體移動引起的圖像變化干擾，準確提取輸電線路（5）舞動軌跡。

數據分析處理模塊（3）根據輸電線路（5）的空間坐標以及輸電線路（5）舞動軌跡，計算輸電線路（5）的舞動振幅和舞動頻率，并與設定的舞動振幅和舞動頻率限值比較，超限后進行預警或報警；數據分析處理模塊（3）將實時就地計算出的振幅與頻率進行本地存儲，同時通過通訊模塊（2）將舞動振幅和舞動頻率以及預警或報警信息上傳至中心服務器（7）。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施實例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。