一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统的制作方法

本发明属于电力行业领域，尤其是指一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统。

技术背景

由于输电线路面临复杂的形势，如长期暴露野外，且点多面广线长，自然界天气复杂多变等。因此自然环境对输电线路具有非常大得影响。如持续的暴风雪、寒潮等冰冻天气带来的绝缘因子严重覆冰、覆冰产生的过荷载，以及不均匀覆冰等，导致输电线路发生倒塌、断线、设备破坏、大面积停电事故等。例如线路附近的高大树木一旦侧倒就容易压迫线路，引发绝缘子跳闸现象。这大型机械使用时造成的疏忽事件，例如在塔吊或大型吊车使用时，由于操作员的不注意或是管理人员的失误，导致未在安全距离内施工，造成悬臂吊触线，对输电线路造成直接的外力破坏。

现有监控都是仅有监控画面，由于监控画面很多，只能做轮询播放，这样就很可能错过事故发生的过程，造成不可估量的损失。这样就需要一个监控系统，能够对前端的情况进行预判，当预判有导致事故发生的因素，及时预警，避免事故发生，同时可以对闯入监控区域的异物做类型判断，针对不同闯入类型发出不同的报警；目前还没有这样解决问题的系统。

技术实现要素：

本发明针对上述内容作出的实施例一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统，能够对监控图像进行分析，判断是否有异物闯入及闯入异物的类别，并有针对性地发出声光报警，为达到此目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统，包括中心服务器、双鉴探测器、zigbee发送模块、zigbee接收模块、交换机、树莓派、图像分析单元和分类报警器；

其中，所述双鉴探测器与所述zigbee发送模块相连，所述zigbee发送模块与所述zigbee接收模块相连，所述zigbee接收模块与所述树莓派相连；所述双鉴探测器将拍摄到的视频信号通过所述zigbee发送/接收模块传送到所述树莓派；

其中，所述图像分析单元内嵌在所述树莓派内部；当所述树莓派收到所述双鉴探测器传送过来的视频信号，经过处理后交由所述图像分析单元做进一步的判断分析；

进一步地，所述树莓派通过rs232接口与所述分类报警器相连，当所述图像分析单元的判断分析确认有异物闯入和闯入异物类型时，反馈给所述树莓派，由所述树莓派向所述分类报警器发送报警指令，根据所述闯入异物类型发出相应的声光报警；

进一步地，所述树莓派通过所述交换机与所述中心服务器相连；所述树莓派在处理图像的同时，将图像以及有报警发生的记录同步传给所述中心服务器。

进一步地，所述树莓派使用pi3b型，搭载1.4ghz的处理器(broadcombcm2837)，16g的sd卡，5v/2.5a电源，使用linux操作系统。

进一步地，所述树莓派经过防水、防震处理。

进一步地，所述双鉴探测器设有rs485接口，用于远程变焦、调向、预设位置等云台控制功能；设有断线自动重连功能；变焦率：≥光学18倍；图像分辨率：pal：752(h)×582(v)。

进一步地，所述图像分析单元使用三层自适应混合高斯模型，对拍摄到的图像进行处理分析；分为异物闯入判断模块和异物类型判断模块。

进一步地，所述三层自适应混合高斯模型是基于混合高斯模型建立的；

第一层基于像素点建模；

第二层基于像素块建模，其中主要包含了阴影消除算法和八邻域相关性去噪算法；

第三层基于帧结构的建模，其中包含了自适应学习率及全局灰度均值统计模型。

进一步地，所述异物类型判断模块，判断出的异物类型为人、车辆、动物和其他异物。

进一步地，所述分类报警器设有多种声光报警，根据不同的所述闯入异物类型发出不同的声光报警。

本发明的实施例一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统，能够对监控图像进行分析，判断是否有异物闯入及闯入异物的类别，并有针对性地发出声光报警，极大地加强了输电线路的安全保障，减少事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统的连接示意图；

图2为本发明实施例一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统的功能描述示意图。

[主要原件符号说明]

10、中心服务器

20、交换机

30、树莓派

40、图像分析单元

50、分类报警器

65、zigbee接收模块

66、zigbee发送模块

70、双鉴探测器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，这里所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下能够互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参见图1所示：一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统，包括中心服务器10、双鉴探测器70、zigbee发送模块66、zigbee接收模块65、交换机20、树莓派30、图像分析单元40和分类报警器50；

其中，所述双鉴探测器70与所述zigbee发送模块66相连，所述zigbee发送模块66与所述zigbee接收模块65相连，所述zigbee接收模块65与所述树莓派30相连；所述双鉴探测器70拍摄到的视频信号通过所述zigbee发送模块66、所述zigbee接收模块65传送到所述树莓派30；

所述图像分析单元40与所述树莓派30连接，实施例中，所述图像分析单元40是内嵌在所述树莓派30内部的，当所述树莓派30收到所述双鉴探测器70传送过来的视频信号，经过处理后交由所述图像分析单元40做进一步的判断分析；

进一步地，所述树莓派30通过rs232接口与所述分类报警器50相连，当所述图像分析单元40的判断分析确认有异物闯入和闯入异物类型时，反馈给所述树莓派30，由所述树莓派30向所述分类报警器50发送报警指令，根据所述闯入异物类型发出相应的声光报警；

进一步地，所述树莓派30通过所述交换机20与所述中心服务器相连10；所述树莓派30在处理图像的同时，将图像以及有报警发生的记录同步传给所述中心服务器10。

进一步地，所述树莓派30使用pi3b型，搭载1.4ghz的处理器(broadcombcm2837)，16g的sd卡，5v/2.5a电源，使用linux操作系统；所述树莓派30是一款基于arm的微型电脑主板，以sd卡为内存硬盘，在卡片主板周围有4个usb接口和1个网口，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和hdmi高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有pc的基本功能。

进一步地，所述树莓派30经过防水、防震处理，所述树莓派30价格便宜，体积小，但只有很简单的主板，用于野外的话需要做防水和防震的处理；优选地，设置一个40*20*20cm的防水铁柜，使用软木将所述树莓派30固定在柜内。

进一步地，所述双鉴探测器70设有rs485接口，用于远程变焦、调向、预设位置等云台控制功能；设有断线自动重连功能；变焦率：≥光学18倍；图像分辨率：pal：752(h)×582(v)。

进一步地，所述图像分析单元40使用三层自适应混合高斯模型，对拍摄到的图像进行处理分析；分为异物闯入判断模块和异物类型判断模块。

进一步地，所述三层自适应混合高斯模型是基于混合高斯模型建立的；

第一层基于像素点建模；

第二层基于像素块建模，其中主要包含了阴影消除算法和八邻域相关性去噪算法；

第三层基于帧结构的建模，其中包含了自适应学习率及全局灰度均值统计模型。

进一步地，所述异物闯入判断模块根据三层自适应混合高斯模型与拍摄到的画面进行对比，当相似度小于规定阙值后，判断为有异物闯入；

进一步地，所述异物类型判断模块，通过大量的图片、视频图像的学习对比，建立异物类型模板，在确定有异物闯入后，触发所述异物类型判断模块，对闯入的异物做出判断，判断出的异物类型为人、车辆、动物和其他异物，其中，所述其他异物包括树枝、冰雪等等。

进一步地，所述分类报警器50设有多种声光报警，根据不同的所述闯入异物类型发出不同的声光报警，如判断闯入异物为动物，则在前端发出恐吓驱赶的声光报警，如判断闯入异物为人或车辆，则在前端发出提示语音的声光报警，如判断闯入异物为其他异物如树枝、滚石或冰雪，则在后台发出语音提示的声光报警。

整个系统的工作流程参见图2：

双鉴探测器拍摄监控画面，将信号传送给树莓派作常规处理，一方面将信号传回中心服务器作记录和大屏监控，一方面交由图像分析单元作图像分析，通过异物闯入判断模块确认是否有异物闯入，当有异物闯入时，通过异物类型判断模块确认闯入的异物类型，并将信息反馈给树莓派由树莓派根据异物类别向分类报警单元发送不同的指令，如判断闯入异物为动物，则在前端发出恐吓驱赶的声光报警，如判断闯入异物为人或车辆，则在前端发出语音提示的声光报警，如判断闯入异物为其他异物如树枝、滚石或冰雪，则在后台发出语音提示的声光报警；同时，树莓派将报警记录发送给中心服务器作记录。

本发明的实施例一种通过图像分析实现输电线路防外力破坏的系统，能够对监控图像进行分析，判断是否有异物闯入及闯入异物的类别，并有针对性地发出声光报警，极大地加强了输电线路的安全保障，减少事故的发生。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。