高压输电线路飘挂物检测装置及使用与安装的方法
【专利摘要】本发明涉及到一种基于视频图像智能分析技术应用于高压输电线路运行工况监测的装置及方法，其提供的是一种高压线路上飘挂物检测装置以及使用该检测装置的方法，其中，所述检测装置包括：视频采集模块，检测模块，通信模块，电源管理模块，所述检测方法包含的流程步骤为：第一步、启动检测装置；第二步、读入检测规则；第三步、采集视频模块获得视频场景，高压线检测与识别；第四步、线上飘挂物检测与识别，然后通过上报到后端管理软件平台进行报警或人工紧急处理，其产生的技术效果是可实时对高压线路的飘挂物进行监控，检测到飘挂物后将输出报警信息提醒维护人员进行清理，从而有效防范线上飘挂物对电力线运行带来的隐患。
【专利说明】
高压输电线路飘挂物检测装置及使用与安装的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及到输电线路在线监测领域，具体地说，是涉及到一种基于视频图像智 能分析技术应用于高压输电线路运行工况监测的检测装置及使用该检测装置和安装该检 测装置的方法。
【背景技术】
[0002] 高压输电线路的导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之 间，导线与导线、导线与避雷线之间，均应保持必要的最小安全距离，同时避雷线对导线的 保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。
[0003] 高压输电线路地处荒郊野外，自然环境复杂，违章建筑、线底植树、飘挂物都是是 危及输电线路安全运行的重点突出问题。
[0004] 线路上的飘挂物如气球、风筝、塑料薄膜等，将减小特高压输电线的安全距离，增 大线路放电闪络的概率，引起线路跳闸或引发火灾，是线路正常运行的隐患，必须及时发 现，尽早清除。
[0005] 目前，高压输电线路的维护在管理上存在着以下困难： (1)、人员数量难以满足对线上运行工况进行不间断看护的要求。
[0006] (2)、线路维护人员不可能固定在一个位置，因此在巡视间隔内输电线路不确定因 素无法掌握。
[0007] (3)、高压输电线路线上出现飘挂物有着不可预知性和不定时性的特点，加大了对 于线上出现飘挂物情况的掌握和及时处理的难度。
[0008] 针对以上维护中切实存在的困难和问题，可以通过安装视频在线监测装置等技术 手段，有效提高对高压线路的监控力度。视频在线监测装置因为实现了对输电线路沿线环 境的遥视，已经得到广泛的安装和应用。
[0009] 但普通的视频监控装置基本上是以实现视频的硬盘录像服务为主，即将前端视频 监控装置发回来的视频或者图片进行本地存储和管理，方便管理人员调用查看。线上有无 飘挂物这类情况则可以通过监控管理人员对视频资料进行查看来实现。
[0010] 视频图像分析技术目前在安防上已有广泛的应用。视频图像分析技术可以对视 频监控场景里的特定目标进行目标检测和识别，从而使普通的视频监控具有自主分析的能 力，提升了视频监控的实用能力。
【发明内容】
[0011] 针对现有高压线路上飘挂物难以发觉或检测到的技术缺陷，本发明采用在线视频 的检测方法提供一种高压线路上飘挂物检测装置及方法，用以检测线上是否存在飘挂物， 将检测结果和相关数据主动上报给后端监控管理中心，是视频图像分析技术在电力输电线 路状态监测领域里的具体应用。
[0012] 为了实现上述的目的，本发明提供一种高压线路上飘挂物检测装置，所述检测装 置包括： 视频采集模块，所述视频采集模块主要是针对高压输电线路进行视频数据采集； 检测模块，所述检测模块是针对视频采集模块获得的数据进行实时分析与计算，并输 出检测结果和相关的视频图像数据； 通信模块，所述通信模块是将检测模块输出的检测结果和相关的视频图像数据实时上 传至监控中心； 电源管理模块，所述电源管理模块为所述视频采集模块、检测模块、通信模块提供工作 电源。
[0013] 本发明的优选实施方案是，所述视频采集模块包含模拟视频采集电路、和数字高 清视频采集电路、视频通道选择电路。
[0014] 本发明的优选实施方案是，所述视频采集模块的接口包含有BNC视频输入接口、 并行数据接口、电源口。
[0015] 本发明的优选实施方案是，所述检测模块包含DSP系统电路与网络通信电路。
[0016] 本发明的优选实施方案是，所述检测模块的数据接口包含并行输入接口，485串行 通信接口，RJ45网络通信接口，电源口。
[0017] 本发明的优选实施方案是，所述DSP系统电路包含DSP信号处理电路，所述DSP信 号处理电路包括核心处理器、高速DDR3内存，ROM内存。
[0018] 本发明的优选实施方案是，所述通信模块设有3G、WIFI无线通信电路，所述3G、 WIFI无线通信电路将检测模块的检测结果和相关的视频图像数据实时上传至后台监控中 心，并接收后台监控中心的指令。
[0019] 本发明的优选实施方案是，所述通信模块的接口包含有网络RJ45通信接口、电源 输入接口、天线接口。
[0020] 本发明的优选实施方案是，所述电源管理模块包含电源输入保护电路、电源管理 电路。
[0021] 本发明的优选实施方案是，所述电源管理模块的接口包含有电源输入接口，电源 输出接口。
[0022] 本发明的优选实施方案是，所述视频采集模块通过所述并行数据接口与所述检测 模块的并行输入接口相连。
[0023] 本发明的另一种优选实施方案是，当所述视频采集模块与所述检测模块的并行数 据接口传输的数据格式采用模拟视频输入，则为BT656数据，当所述视频采集模块与所述 检测模块的并行数据接口传输的数据格式采用高清视频输入，则为BT1120数据。
[0024] 本发明的另一种优选实施方案是，所述检测模块的RJ45接口与通信模块的RJ45 网络通信接口连接。
[0025] 本发明的另一种优选实施方案是，所述检测模块的485串行接口连接高速球或者 云台的485串行通信接口，并对高速球或者云台的PTZ进行控制。
[0026] 本发明的另一种优选实施方案是，所述电源管理模块的电源输入接口与外部电源 相连，所述电源管理模块的电源输出接口分别与所述视频采集模块的电源口，所述检测模 块的电源口，所述通信模块的电源接口连接。
[0027] 本发明还提供一种使用高压输电线路上飘挂物检测装置的检测的方法，其中，使 用该检测装置的方法包含的流程步骤有： 步骤一：检测装置启动 所述检测装置启动后，判断所述检测装置内是否有视频信号输入，当有视频信号输入 则进入到第二步，当所述检测装置没有视频信号输入则向后端监控中心发送视频丢失的信 息； 步骤二：检测装置读入检测规则 所述读入检测规则是设定待检测点飘挂物的长度、面积、飘动幅度，以及摆动周期； 步骤二：米集视频模块获得视频场景 所述视频场景由检测装置内置的采集视频模块输出获得，所述采集视频模块将视频数 据经过数模转换后送入到检测模块内置的DSP进行数据分析； 步骤四：高压线检测与识别 所述检测装置对视频场景进行分析和判断，当识别出高压线则进入到步骤五，当所述 检测装置不能通过视频场景识别出高压线，则通过控制云台或者高速球更换场景，返回步 骤三； 步骤五：线上飘挂物检测与识别 当所述检测装置识别出高压电力线场景后，将此场景作为背景，沿高压电力线方向周 围区域进行目标检测与判断，当满足步骤二的检测规则目标时，则判断为飘挂物存在。
[0028] 步骤六：将检测与识别结果获取的相关数据上报到后端管理软件平台。
[0029] 步骤七：当完成一次检测后，检测装置重新进入步骤二，如此反复，周而复始。
[0030] 本发明还提供一种电力线检测与识别的方法，其中，电力线检测与识别方法包含 的流程步骤有： 步骤一：图像预处理，采用高斯平滑函数对当前图像进行滤波处理，以得到平滑的图 像，其中，当前图像可以是实时操作时接收的图像，也可以是一段视频中的当前帧图像； 步骤二：利用当前图像的平滑图像每点灰度值的二阶梯度值构建Hessian矩阵，对该 Hessian矩阵的特征值和特征向量进行分析，获取每点的Hessian矩阵的最大特征值和法 线方向； 步骤三：将检测点的Hessian矩阵的最大特征值作为该检测点的曲率强度，将曲率强 度最大的检测点作为起始搜索点，根据法线方向求得检测点的延伸方向，并按此搜索下一 个曲线检测点；步骤四：获取当前平滑图像的二值图像的曲线检测点并连接这些曲线点以 形成曲线； 步骤五：判断当前曲线是否发生曲线中断，并对中断的曲线进行连接；判断当前曲线 是否发生曲线消退，并对消退的曲线进行连接； 步骤六：判断当前曲线是否连接准确，判断当前图像内曲线是否检测完毕，平滑处理后 输出连接正确的曲线。
[0031] 步骤七：对连接正确的曲线进行幅度判断，以曲线区间双高点相连得到一条直线， 在曲线最低点得到一条与上述直线平行的直线，两条直线之间的距离即为曲线的幅度，幅 度值小于特定阈值T的曲线将被判断为电力线。阈值T根据实际电力线场景进行设置。检 测识别出电力线后，当前视频场景将被认定为电力线视频场景，可以对其进行飘挂物检测 与识别。
[0032] 本发明还提供一种线上飘挂物检测与识别的方法，其包含的流程步骤有： 步骤一、视频获取，获取视频内容，以得到场景图像； 步骤二、图像预处理，用于消除其对背景模型的影响； 步骤三、区域标记，用于对背景模型进行前景分割，并标记出一个一个连通区域； 步骤四、系统状态维护，用于判定检测器模块当前所处的状态，做出相应处理，并且在 必要时做异常检测； 步骤五、区域增强，用于剔除阴影、高亮和树叶摆动等虚假区域； 步骤六、区域分裂与合并，用于解决目标过分割和目标相互遮挡问题。
[0033] 步骤七、目标检测，用于将视频场景中的运动目标区域从背景中分割出来； 步骤八、目标预测，用于估计目标的下一帧运动； 步骤九、目标匹配，用于跟踪匹配的稳定目标，并滤除一些虚假目标； 步骤十、目标更新，用于当前帧中稳定目标的模板更新。
[0034] 步骤十一、特征提取，用以提取目标的空间特征和时间特征，其中，所述空间特征 包括：区域轮廓拟合椭圆的长轴，区域轮廓拟合椭圆的短轴，拟合短轴与水平方向夹角，区 域轮廓的类圆性，区域的紧集度，区域的面积，区域的上与下部分面积比；所述时间特征包 括：目标的速度特征；目标的周期运动特征；目标的历史分类信息。
[0035] 步骤十二、类型判定，用以判定目标的类型，事件特征和空间特征满足飘挂物特征 即判断为飘挂物。
[0036] 本发明还提供上述检测装置的安装与使用方法，其包含的流程步骤有： 第一步，检测装置的安装，所述检测装置安装在高压输电线路的铁塔的横担上； 第二步，检测装置与高速球的视频输出进行连接，将高速球机的视频输出接入到所述 检测装置的BNC输入接口； 第三步，检测装置的电源接入，检测装置的电源输入是12v直流，通过安装在铁塔上的 太阳能电池提供； 第四步，检测装置与后端管理平台软件通信建立，检测装置上电后会通过无线3G自动 注册到后端管理平台软件，在管理平台软件上显示自己的工作状态为在线； 第五步，对检测装置的检测规则进行设置，在管理平台软件上可以远程设置检测装置 遵循的检测规则，主要是设置检测目标的长、宽值、面积值、飘动周期值、飘动幅度值。
[0037] 第六步，设备重启，设置好检测规则后，需远程重启检测装置，通过平台软件向检 测装置发重启命令，设备重启，检测规则开始有效。
[0038] 本发明的有益效果是通过采用图像处理和视频图像分析的检测装置从视频监控 场景中检测和识别出电力输电线的视频场景，及时发现监控场景内是否存在飘挂物的现 象，并向电力输电线路运检人员主动报警，提醒运检人员尽早清除飘挂物，有效防范线上飘 挂物对电力线运行带来的隐患。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明检测装置的内部原理及信号接口说明图。
[0040] 图2是本发明检测装置的工作流程步骤图。
[0041] 图3是本发明装置的各组成模块之间的连接关系图。
[0042] 图4是本发明检测装置中的电力线检测与识别方法的流程步骤图。
[0043] 图5是本发明检测装置中的线上飘挂物检测与识别方法的流程步骤图。
[0044] 图6是本发明检测装置的使用流程图。
【具体实施方式】
[0045] 为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0046] 图1是本发明检测装置的内部原理及信号接口说明图，参照图1所示，一种高压线 路上飘挂物的检测装置，其包括： 视频采集模块1，其作用主要是针对高压输电线路进行视频数据采集，视频采集模块 1包含模拟视频采集电路1. 1、和数字高清视频采集电路1. 2、视频通道选择电路1. 3,以及 BNC视频输入接口 1. 4、并行数据接口 1. 5、电源输入接口 1. 6。
[0047] 检测模块2,检测模块2的功能是针对视频采集模块获得的数据进行实时分析与 计算，并输出检测结果和相关的视频图像数据。检测模块2包含DSP系统电路2. 1与网络 通信电路2. 2。检测模块2的数据接口还包含并行输入接口 2. 3,485串行接口 2. 4, RJ45网 络通信接口 2. 5,电源口 2. 6,其中，DSP系统电路2. 1包含DSP信号处理电路，所述DSP信 号处理电路包括核心处理器、高速DDR3内存，ROM内存。
[0048] 通信模块3,通信模块3的主要功能是将检测模块输出的检测结果和相关的视频 图像数据实时上传至监控中心，其中，通信模块设有3G/WIFI/无线通信电路3. 3,将检测 模块的检测结果和相关的视频图像数据实时上传至后台监控中心，并接收后台监控中心的 指令，通信模块3的接口包含有网络RJ45网络通信接口 3. 1、电源输入接口 3. 2、天线接口 3. 4,通信模块3还通过天线接口 3. 3外接3G或WIFI天线。
[0049] 电源管理模块4为供电系统，其中电源管理模块4为视频采集模块1、检测模块2、 通信模块3提供工作电源，所述电源管理模块4包含电源输入保护电路4. 1、电源管理电路 4. 2,其中，所述电源管理模，4的接口还包含有电源输入接口 4. 3,电源输出接口 4. 4和太阳 能电池电源输出接口。
[0050] 在图1中，还显示视频采集模块1通过所述并行数据接口 1. 5与所述检测模块2 的并行数据接口 2. 3相连。当所述视频采集模块1与所述检测模块2的并行数据接口 2. 3 传输的数据格式采用模拟视频输入，则为BT656数据，当所述视频采集模块1与所述检测模 块2的并行数据接口 2. 3传输的数据格式采用高清视频输入，则为BT1120数据。检测模块 2的RJ45网络通信接口 2. 5与通信模块3的网络RJ45通信接口 3. 1连接。检测模块2的 485串行通信接口 2. 4连接高速球或者云台的485串行通信接口 2. 4,并对高速球或者云台 的PTZ进行控制。
[0051 ] 视频采集模块1中的BNC视频输入接口 1. 4外接高速球机或云台摄像机BNC视频 输出接口。
[0052] 检测模块2内的RJ45网络通信接口 2. 5与通信模块的RJ网络通信接口 3. 1连接， 并进行信息传输。
[0053] 在本图中，还清晰的显示了电源输出接口 4.4分别通过视频采集模块1内的电源 口 1. 6,检测模块2的电源口 2. 6和通信模块的电源接口 3. 2连接，并给视频采集模块1、检 测模块2、通信模块3供电。
[0054] 在本图中，还提供了一种使用太阳能电池通过太阳能电池电源输出接口 4. 3给电 源管理模块4供电。
[0055] 图2为检测装置的工作方法步骤图，参照图2所示，其提供一种使用高压输电线路 上飘挂物检测装置的检测方法。，所述检测方法包含的流程步骤为： 步骤一：检测装置启动 所述检测装置启动后，判断所述检测装置内是否有视频信号输入，当有视频信号输入 时，则进入到第二步，当所述检测装置没有视频信号输入则向后端监控中心发送视频丢失 的信息； 步骤二：检测装置读入检测规则 所述检测规则是设定待检测点飘挂物的长度、面积、飘动幅度，以及摆动周期； 步骤二：米集视频模块1获得视频场景 所述视频场景由检测装置内置的采集视频模块1输出获得，所述采集视频模块1将视 频数据经过数模转换后送入到检测模块2内置的DSP系统电路2. 1进行数据分析； 步骤四：电力线检测与识别 所述检测装置对视频场景进行分析和判断，当识别出高压线则进入到步骤五，当所述 检测装置不能通过视频场景识别出高压电力线，则通过控制云台或者高速球更换场景，重 新进入步骤三； 步骤五：线上飘挂物检测与识别 当所述检测装置识别出高压电力线场景后，将此场景作为背景，沿高压电力线方向周 围区域进行目标检测与判断，当满足步骤二设置的检测规则的目标时，则判断为飘挂物存 在。
[0056] 步骤六：将检测与识别结果获取的相关数据上报到后端管理软件平台。
[0057] 步骤七：当完成一次检测后，检测装置重新进入步骤二，如此反复。
[0058] 参照图3所示，电源模块4的电源输入接口 4. 3与外部电源相连，比如太阳能电池 电源输出接口。电源模块4的电源输出接口 4. 3分别与所述视频采集模块1的电源口 1. 6， 所述检测模块2的电源口 2. 6,所述通信模块3的电源接口 3. 2连接。
[0059] 图4是本发明检测装置中的电力线检测与识别方法的流程步骤图，参照图4所示， 电力线检测与识别方法的流程步骤包括： 步骤一：采用高斯平滑函数对当前图像，其中，当前图像可以是实时操作时接收的图 像，也可以是一段视频中的当前帧图像进行滤波处理，以得到平滑的图像； 步骤二：利用当前图像的平滑图像每点灰度值的二阶梯度值构建Hessian 矩阵，对该Hessian矩阵的特征值和特征向量进行分析，获取每点的Hessian 矩阵的特征值，将绝对值最大的特征值对应的特征向量作为点的法线方向 1 ??；. Sly )； 步骤三：将检测点的H e s s i an矩阵的最大特征值作为该检测点的曲率强度，将曲率 强度最大的检测点作为起始搜索点，计算其邻边点到搜索点的向量方向计算 |美5%|与的相关性，从而判断当前图像的平滑图像每一点是否为检测点； 步骤四：确定检测点的延伸方向的角度，检测点的延伸方向的角度为
h按此方向角度搜索下一个曲线检测点； 步骤五：获取当前平滑图像的二值图像的曲线检测点并连接这些曲线点以形成曲线； 步骤六：判断当前曲线是否发生曲线中断，并对中断的曲线进行连接；判断当前曲线 是否发生曲线消退，并对消退的曲线进行连接； 步骤七：判断当前曲线是否连接准确，判断当前图像内曲线是否检测完毕并输出连接 正确的曲线。
[0060] 图5为本发明检测装置中的线上飘挂物检测与识别方法的流程步骤图，如图5所 示，其包含的流程步骤为： 步骤一、视频获取，获取视频内容，以得到场景图像； 步骤二、图像预处理，即电力线场景识别，用于消除其对背景模型的影响； 步骤三、区域标记，用于对背景模型进行前景分割，并标记出一个一个连通区域； 步骤四、系统状态维护，用于判定检测器模块当前所处的状态，做出相应处理，并且在 必要时做异常检测； 步骤五、区域增强，用于剔除阴影、高亮和树叶摆动等虚假区域； 步骤六、区域分裂与合并，用于解决目标过分割和目标相互遮挡问题。
[0061] 步骤七、目标检测，用于将视频场景中的运动目标区域从背景中分割出来； 步骤八、目标预测，用于估计目标的下一帧运动； 步骤九、目标匹配，用于跟踪匹配的稳定目标，并滤除一些虚假目标； 步骤十、目标更新，用于当前帧中稳定目标的模板更新。
[0062] 步骤十一、特征提取，用以提取目标的空间特征和时间特征，其中： 所述空间特征包括：区域轮廓拟合椭圆的长轴，区域轮廓拟合椭圆的短轴，拟合短轴 与水平方向夹角，区域轮廓的类圆性，区域的紧集度，区域的面积，区域的上与下部分面积 比； 所述时间特征包括：目标的速度特征；目标的周期运动特征；目标的历史分类信息。
[0063] 步骤十二、类型判定，用以判定目标的类型，事件特征和空间特征满足飘挂物特征 即判断为飘挂物。
[0064] 图6是本发明检测装置的使用流程图，参照图6所示，其包含的流程步骤为： 第一步，检测装置的安装，所述检测装置2安装在高压输电线路的铁塔的横担附近位 置上； 第二步，检测装置与高速球的视频输出进行连接，将高速球机的视频输出接入到所述 检测装置的BNC视频输入接口 1. 4 ; 第三步，检测装置的电源接入，检测装置的电源输入是12v直流，通过安装在铁塔上的 太阳能电池提供； 第四步，检测装置与后端管理平台软件通信建立，检测装置上电后会通过无线3G自动 注册到后端管理平台软件，在管理平台软件上显示自己的工作状态为在线； 第五步，对检测装置的检测规则进行设置，在管理平台软件上可以远程设置检测装置 遵循的检测规则，主要是设置检测目标的长、宽值、面积值、飘动周期值、飘动幅度值。
[0065] 第六步，设备重启，设置好检测规则后，需远程重启检测装置，通过平台软件向检 测装置发重启命令，设备重启，检测规则开始有效。
[0066] 第七步，如果完成了上述的步骤后，检测装置即进入到工作状态。
[0067] 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为详细，只要本领域的技 术人员在查看到本发明的实施例后，不脱离本发明构思的前提下，所做的改变都属于本发 明的保护范围。但本文所述的实施例不能理解为对本发明的保护范围限制。
【主权项】
1. 一种高压线路上飘挂物检测装置，其包括： 视频采集模块（1 )，所述视频采集模块（1)主要是针对高压输电线路进行视频数据采 集； 检测模块（2)，所述检测模块（2)是针对视频采集模块获得的数据进行实时分析与计 算，并输出检测结果和相关的视频图像数据； 通信模块（3)，所述通信模块（3)是将检测模块输出的检测结果和相关的视频图像数 据实时上传至监控中心； 电源管理模块（4)，所述电源管理模块（4)为所述视频采集模块（1)、检测模块（2)、通 信模块（3)提供工作电源； 其特征在于，所述检测模块（2)包含DSP系统电路（2. 1)与网络通信电路（2. 2)，检测 模块（2)的数据接口包含并行数据接口（2. 3)，485串行通信接口（2. 4)，RJ45网络通信接 口（2. 5)，电源口（2. 6)。2. 根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述DSP系统电路（2. 1)包含DSP信 号处理电路，所述DSP信号处理电路包括核心处理器、高速DDR3内存，ROM内存。3. 根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述视频采集模块（1)包含模拟视频 采集电路、数字高清视频采集电路、视频通道选择电路，视频采集模块的接口包括BNC视频 输入接口（ 1. 4)、并行数据接口（ 1. 5)、电源口（ 1. 6)。4. 根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述通信模块（3)设有无线、3G、WIFI 电路（3. 3)，通过所述无线、3G、WIFI电路（3. 3)将检测模块（2)的检测结果和视频图像数 据实时上传至后台监控中心，并接收后台监控中心的指令，通信模块（3)的接口包含网络 RJ45通信接口（3. 1)、电源接口（3. 2)、天线接口（3. 3)。5. 根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电源管理模块（4)包含电源输入 保护电路（4. 1)、电源管理电路（4. 2)，电源管理模块（4)的接口包含电源输入接口（4. 3)， 电源输出接口（4. 4)。6. 根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述视频采集模块（1)通过所述并行 数据接口（1. 5)与所述检测模块（2)的并行数据接口（2. 3)相连，当所述视频采集模块（1) 与所述检测模块（2)的并行数据接口（ 2. 3)传输的数据格式采用模拟视频输入，则为BT656 数据，当所述视频采集模块（1)与所述检测模块（2)的并行数据接口（ 2. 3)传输的数据格式 采用高清视频输入，则为BT1120数据。7. 根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述检测模块（2)的RJ45网络通信 接口（2. 5)与通信模块（3)的网络RJ45通信接口（3. 1)连接，所述检测模块（2)的485串 行通信接口（2. 4)连接高速球的485串行接口，并对高速球或者云台的PTZ进行控制。8. 根据权利要求1至7中任一所述的检测装置，其特征在于，所述电源管理模块（4)的 电源输入接口（4. 3)与外部电源相连，所述电源管理模块（4)的电源输出接口（4. 4)分别与 所述检测模块的电源口（ 1. 6)，所述检测模块（2)的电源口（ 2. 6)，所述通信模块（3)的电源 接口（3. 2)相连接。9. 一种使用权利要求1至8中所述检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包 含的流程步骤有： 步骤一：检测装置启动，所述检测装置启动后，判断所述检测装置内是否有视频信号输 入，当有视频信号输入则进入到第二步，当所述检测装置没有视频信号输入则向后端监控 中心发送视频丢失的信息； 步骤二：读入检测规则，所述读入检测规则是指检测装置设定待检测点飘挂物的长度、 面积、飘动幅度，以及摆动周期；步骤三：采集视频模块获得视频场景，所述视频场景是由 检测装置内置的采集视频模块（1)输出获得，所述采集视频模块（1)将视频数据经过数模 转换后送入到检测模块（2)内置的DSP系统电路（2. 1)进行数据分析； 步骤四：高压线检测与识别，所述检测装置对视频场景进行分析和判断，当识别出高压 线，则进入到步骤五，当所述检测装置不能通过视频场景识别出高压电力线，则通过控制云 台或高速球更换场景，返回步骤三； 步骤五：线上飘挂物检测与识别 当所述检测装置识别出高压电力线场景后，将此场景作为背景，沿高压电力线方向周 围区域进行目标检测与判断，当满足步骤二的检测规则目标时，则判定为飘挂物存在； 步骤六：将检测与识别结果的相关数据上报到后端管理软件平台； 步骤七：当所述检测装置完成一次检测后，所述检测方法重新进入步骤二，如此反复， 周而复始。10. 根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述电力线检测与识别包含的步骤 有： 步骤一：图像预处理，采用高斯平滑函数对当前图像进行滤波处理，以得到平滑的图 像，其中，当前图像可以是实时操作时接收的图像，也可以是一段视频中的当前帧图像； 步骤二：利用当前图像的平滑图像每点灰度值的二阶梯度值构建Hessian矩阵，对该 Hessian矩阵的特征值和特征向量进行分析，获取每点的Hessian矩阵的最大特征值和法 线方向； 步骤三：将检测点的Hessian矩阵的最大特征值作为该检测点的曲率强度，将曲率强 度最大的检测点作为起始搜索点，根据法线方向求得检测点的延伸方向，并按此搜索下一 个曲线检测点；步骤四：获取当前平滑图像的二值图像的曲线检测点并连接这些曲线点以 形成曲线； 步骤五：判断当前曲线是否发生曲线中断，并对中断的曲线进行连接；判断当前曲线 是否发生曲线消退，并对消退的曲线进行连接； 步骤六：判断当前曲线是否连接准确，判断当前图像内曲线是否检测完毕，平滑处理后 输出连接正确的曲线； 步骤七：对连接正确的曲线进行幅度判断，以曲线区间双高点相连得到一条直线，在曲 线最低点得到一条与上述直线平行的直线，两条直线之间的距离即为曲线的幅度，幅度值 小于特定阈值T的曲线将被判断为电力线，阈值T根据实际电力线场景进行设置，检测识别 出电力线后，当前视频场景将被认定为电力线视频场景，可以对其进行飘挂物检测与识别。11. 根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述线上飘挂物检测与识别包含的 流程步骤有： 步骤一、视频获取，获取视频内容，以得到场景图像； 步骤二、图像预处理，用于消除其对背景模型的影响； 步骤三、区域标记，用于对背景模型进行前景分割，并标记出一个一个连通区域； 步骤四、系统状态维护，用于判定检测器模块当前所处的状态，做出相应处理，并且在 必要时做异常检测； 步骤五、区域增强，用于剔除阴影、高亮和树叶摆动等虚假区域； 步骤六、区域分裂与合并，用于解决目标过分割和目标相互遮挡问题； 步骤七、目标检测，用于将视频场景中的运动目标区域从背景中分割出来； 步骤八、目标预测，用于估计目标的下一帧运动； 步骤九、目标匹配，用于跟踪匹配的稳定目标，并滤除一些虚假目标； 步骤十、目标更新，用于当前帧中稳定目标的模板更新； 步骤十一、特征提取，用以提取目标的空间特征和时间特征，其中，所述空间特征包括： 区域轮廓拟合椭圆的长轴，区域轮廓拟合椭圆的短轴，拟合短轴与水平方向夹角，区域轮廓 的类圆性，区域的紧集度，区域的面积，区域的上与下部分面积比；所述时间特征包括：目 标的速度特征；目标的周期运动特征；目标的历史分类信息； 步骤十二、类型判定，用以判定目标的类型，事件特征和空间特征满足飘挂物特征即判 断为飘挂物。12. -种包含权利要求1~8中所述检测装置的安装方法，其特征在于，所述安装方法包 括的流程步骤有： 第一步，检测装置的安装，所述检测装置安装在高压输电线路的铁塔的横担上； 第二步，检测装置与高速球的视频输出进行连接，将高速球机的视频输出接入到所述 检测装置的BNC输入接口； 第三步，检测装置的电源接入，检测装置的电源输入是12v直流，通过安装在铁塔上的 太阳能电池提供； 第四步，检测装置与后端管理平台软件通信建立，检测装置上电后会通过无线3G自动 注册到后端管理平台软件，在管理平台软件上显示自己的工作状态为在线； 第五步，对检测装置的检测规则进行设置，在管理平台软件上可以远程设置检测装置 遵循的检测规则，主要是设置检测目标的长、宽值、面积值、飘动周期值、飘动幅度值； 第六步，设备重启，设置好检测规则后，需远程重启检测装置，通过平台软件向检测装 置发重启命令，设备重启，检测规则开始有效。
【文档编号】H04N7/18GK105991969SQ201510058874
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月5日
【发明人】裴长生, 白小宝, 王峰, 王国元, 钟智, 赵浩
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司检修分公司, 上海波汇科技股份有限公司