一种变电站异常识别与照明投射方法与流程

本发明涉及变电站技术领域，特别涉及一种变电站异常识别与照明投射方法。

背景技术：

随着生产技术的发展，各行业对电力供应的要求也越来越高，而变电站作为电力供应系统的重要一环，其工作的稳定性及安全性尤为重要，现有技术中，对于变电站的运行与安全监管主要采用人力的方式，这种方式不仅浪费人力，成本高，而且不能全天候实时的进行监管，不能够及时的发现问题，容易发生事故。

技术实现要素：

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种变电站异常识别与照明投射方法，旨在实现变电站内人员的识别与照明投射，基于此，实现对变电站的实时监管并及时的发现问题，减少事故发生率。

为实现上述目的，本发明提供一种变电站异常识别与照明投射方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s1、响应于红外扫描设备扫描识别到站内人员，通过数据采集模块采集所述站内人员的相关参数；所述相关参数包括：所述站内人员的左脚定位器与各个辅助定位器之间的距离rli、所述站内人员的右脚定位器与各个所述辅助定位器之间的距离rri、所述左脚定位器与所述右脚定位器之间的距离rrl以及各个所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)，其中所述i为正整数，且1≤i≤4；

步骤s2、根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)；其中，所述待辨识参数所述第一矩阵所述第一向量所述待辨识参数β满足β＝(p^tp)^-1p^tq，所述所述

步骤s3、根据所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)，控制投影照明设备向所述站内人员投射第一投影照明。

在该技术方案中，通过所述红外扫描设备扫描识别到所述站内人员，通过所述数据采集模块采集所述站内人员的相关参数，通过所述相关参数，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)，从而确定所述站内人员在所述变电站内的位置，并通过所述投影照明设备向所述站内人员投射第一投影照明，实现变电站内人员的识别与照明投射，基于此，实现对变电站的实时监管并及时的发现问题，减少事故发生率；在该技术方案中，通过构建和以便求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)的估计值实现站内人员的定位，提高站内人员定位的精确度。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

所述站内人员的左右脚上所穿的鞋分别安设有第一陀螺仪和第二陀螺仪，通过所述第一陀螺仪和所述第二陀螺仪分别测量所述站内人员左右脚的前进方向的第一方位角和第二方位角

根据所述第一方位角和所述第二方位角求解所述站内人员前进方向的等效方位角α；其中，所述等效方位角α满足：

在一具体实施方式中，所述步骤s3具体包括：

步骤s31、根据所述实时实际坐标o(x,y)和所述投影照明设备，获得所述投影照明设备的投影方向；所述投影方向包括方位角α0和俯仰角θ，其中，所述方位角α0＝α，所述点o与所述投影照明设备之间的连线为第一连线，过所述投影照明设备与地面的垂线为第一垂线，所述第一连线与所述第一垂线的夹角为所述俯仰角θ；

步骤s32、根据所述投影方向，控制所述投影照明设备向所述站内人员投射所述第一投影照明。

在一具体实施方式中，所述第一投影照明的图案为圆形或椭圆形。

在一具体实施方式中，所述步骤s2具体包括：

步骤s21、根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q；

步骤s22、根据所述待辨识参数β、所述第一矩阵p以及所述第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：根据所述实时实际坐标o(x,y)，判断所述站内人员是否位于管控范围内；如果位于管控范围内，则输出报警。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：将所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)发送至平台服务器。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过所述红外扫描设备扫描识别到所述站内人员，通过所述数据采集模块采集所述站内人员的相关参数，通过所述相关参数，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)，从而确定所述站内人员在所述变电站内的位置，并通过所述投影照明设备向所述站内人员投射第一投影照明，实现变电站内人员的识别与照明投射，基于此，实现对变电站的实时监管并及时的发现问题，减少事故发生率；在该技术方案中，通过构建和以便求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)的估计值实现站内人员的定位，提高站内人员定位的精确度。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中提供的一种变电站异常识别与照明投射方法的流程框图；

图2是本发明一具体实施方式中提供的一种变电站夜间红外识别与照明系统的系统框图；

图3是本发明一具体实施方式中辅助定位器、左脚定位器以及右脚定位器之间的位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-3所示，在本发明的第一实施例中，提供一种变电站异常识别与照明投射方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s1、响应于红外扫描设备扫描识别到站内人员，通过数据采集模块采集所述站内人员的相关参数；所述相关参数包括：所述站内人员的左脚定位器与各个辅助定位器之间的距离rli、所述站内人员的右脚定位器与各个所述辅助定位器之间的距离rri、所述左脚定位器与所述右脚定位器之间的距离rrl以及各个所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)，其中所述i为正整数，且1≤i≤4；

步骤s2、根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)；其中，所述待辨识参数所述第一矩阵所述第一向量所述待辨识参数β满足β＝(p^tp)^-1p^tq，所述所述

步骤s3、根据所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)，控制投影照明设备向所述站内人员投射第一投影照明。

值得一提的是，所述辅助定位器在所述变电站内的位置是固定的，所以所述辅助定位器在所述本征坐标系内的点是固定的且可直接获取该点的坐标。

在本实施例中，所述方法还包括：

所述站内人员的左右脚上所穿的鞋分别安设有第一陀螺仪和第二陀螺仪，通过所述第一陀螺仪和所述第二陀螺仪分别测量所述站内人员左右脚的前进方向的第一方位角和第二方位角

根据所述第一方位角和所述第二方位角求解所述站内人员前进方向的等效方位角α；其中，所述等效方位角α满足：

在本实施例中，所述步骤s3具体包括：

步骤s31、根据所述实时实际坐标o(x,y)和所述投影照明设备，获得所述投影照明设备的投影方向；所述投影方向包括方位角α0和俯仰角θ，其中，所述方位角α0＝α，所述点o与所述投影照明设备之间的连线为第一连线，过所述投影照明设备与地面的垂线为第一垂线，所述第一连线与所述第一垂线的夹角为所述俯仰角θ；

步骤s32、根据所述投影方向，控制所述投影照明设备向所述站内人员投射所述第一投影照明。

在本实施例中，所述第一投影照明的图案为圆形或椭圆形。

在本实施例中，所述步骤s2具体包括：

步骤s21、根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q；

步骤s22、根据所述待辨识参数β、所述第一矩阵p以及所述第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)。

在本实施例中，所述方法还包括：根据所述实时实际坐标o(x,y)，判断所述站内人员是否位于管控范围内；如果位于管控范围内，则输出报警。

在本实施例中，所述方法还包括：将所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)发送至平台服务器。

下面对本实施例中的相关公式进行推导：

如图3所示，各个所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标分别为c(x1,y1)、d(x2,y2)、e(x3,y3)、f(x4,y4)；

所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)与所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)、所述距离rli、所述距离rri满足如下关系：

所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)与所述实时实际坐标o(x,y)，满足如下关系：

将所述所述代入得：

联立解得：

所述实时实际坐标o(x,y)与所述坐标c(x1,y1)、所述坐标d(x2,y2)、所述坐标e(x3,y3)、所述坐标f(x4,y4)满足如下关系：

经化简可得：

即：

令

则β的估计值满足：即可求解所述实时实际坐标o(x,y)。

如图1-3所示，在本发明的第二实施例中，提供一种变电站夜间红外识别与照明系统，所述系统包括：

红外扫描设备、投影照明设备、左脚定位器、右脚定位器、辅助定位器、扫描识别模块100、信息传输模块200以及平台服务器300；所述扫描识别模块100通过所述红外扫描设备扫描识别站内人员；所述红外扫描设备扫描识别到的站内人员信息通过所述信息传输模块200传输到所述平台服务器300；

所述平台服务器300包括：

数据采集模块310，用于响应于所述红外扫描设备扫描识别到所述站内人员，采集所述站内人员的相关参数；所述相关参数包括：所述站内人员的左脚定位器与各个所述辅助定位器之间的距离rli、所述站内人员的右脚定位器与各个所述辅助定位器之间的距离rri、所述左脚定位器与所述右脚定位器之间的距离rrl以及各个所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)，其中所述i为正整数，且1≤i≤4；

值得一提的是，所述辅助定位器在所述变电站内的位置是固定的，所以所述辅助定位器在所述本征坐标系内的点是固定且可直接获取该点的坐标。

实时实际坐标求解模块320，用于求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)；根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)；其中，所述待辨识参数所述第一矩阵所述第一向量所述待辨识参数β满足β＝(p^tp)^-1p^tq，所述所述

投影照明模块330，用于根据所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)，控制所述投影照明设备向所述站内人员投射第一投影照明。

在本实施例中，所述系统还包括等效方位角求解模块400，所述等效方位角求解模块400具体包括：

第一方位角和第二方位角获取单元401，用于通过第一陀螺仪和第二陀螺仪，获取所述站内人员左右脚的前进方向的第一方位角和第二方位角所述站内人员的左右脚上所穿的鞋分别安设有所述第一陀螺仪和所述第二陀螺仪，通过所述第一陀螺仪和所述第二陀螺仪分别测量所述站内人员左右脚的前进方向的第一方位角和第二方位角

等效方位角求解单元402，用于根据所述第一方位角和所述第二方位角求解所述站内人员前进方向的等效方位角α；其中，所述等效方位角α满足：

在本实施例中，所述投影照明模块330具体包括：

投影方向获得单元331，用于根据所述实时实际坐标o(x,y)和所述投影照明设备，获得所述投影照明设备的投影方向；所述投影方向包括方位角α0和俯仰角θ，其中，所述方位角α0＝α，所述点o与所述投影照明设备之间的连线为第一连线，过所述投影照明设备与地面的垂线为第一垂线，所述第一连线与所述第一垂线的夹角为所述俯仰角θ；

第一投影照明投射单元332，用于根据所述投影方向，控制所述投影照明设备向所述站内人员投射所述第一投影照明。

在本实施例中，所述第一投影照明的图案为圆形或椭圆形。

在本实施例中，所述实时实际坐标求解模块320具体包括：

待辨识参数、第一矩阵以及第一向量构建单元321，用于根据所述距离rli、所述距离rri、所述距离rrl、所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)以及所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标(xi,yi)，构建待辨识参数β、第一矩阵p以及第一向量q；

实时实际坐标求解单元322，用于根据所述待辨识参数β、所述第一矩阵p以及所述第一向量q，求解所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)。

在本实施例中，所述系统还包括：

报警判断模块500，用于响应于所述站内人员位于管控范围内，输出报警；所述报警判断模块500具体包括：

点坐标位置范围判断单元501，用于根据所述实时实际坐标o(x,y)，判断所述站内人员是否位于管控范围内；

报警判断单元502，用于响应于所述站内人员位于管控范围内，则输出报警；响应于所述站内人员不位于管控范围内，则不输出报警。

在本实施例中，所述信息传输模块200，还用于将所述站内人员在所述变电站内所站立的点o的实时实际坐标o(x,y)发送至所述报警判断模块500。

下面对本实施例中的相关公式进行推导：

如图3所示，各个所述辅助定位器在所述本征坐标系中的坐标分别为c(x1,y1)、d(x2,y2)、e(x3,y3)、f(x4,y4)；

所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)与所述站内人员的左脚所站立的点a在所述本征坐标系中的坐标a(xl,yl)、所述站内人员的右脚所站立的点b在所述本征坐标系中的坐标b(xr,yr)、所述距离rli、所述距离rri满足如下关系：

所述辅助定位器在所述变电站的本征坐标系上的坐标(xi,yi)与所述实时实际坐标o(x,y)，满足如下关系：

将所述所述代入得：

联立解得：

所述实时实际坐标o(x,y)与所述坐标c(x1,y1)、所述坐标d(x2,y2)、所述坐标e(x3,y3)、所述坐标f(x4,y4)满足如下关系：

经化简可得：

即：

令

则β的估计值满足：即可求解所述实时实际坐标o(x,y)。

以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。