一种变电站人员实时监测报警系统的制作方法

本发明涉及变电站领域，特别涉及一种变电站热红外扫描人员定位方法。

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，提供一种变电站人员实时监测报警系统，旨在实现变电站的实时的智能监管，对变电站内的人员进行精确的定位，并及时的输出报警，提高变电站的安全性与稳定性，减少人力资源的浪费，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供一种变电站人员实时监测报警系统，所述系统包括：

第一图像采集模块，用于通过红外扫描设备扫描识别人形轮廓，控制所述红外扫描设备的拍摄角度，追踪所述人形轮廓至红外图像中心，控制所述红外扫描设备拍摄第一图像；所述红外扫描设备为红外摄像头，所述拍摄角度包括倾斜角β和方位角所述红外摄像头距离地面的红外距地高度为h；所述倾斜角β为所述红外摄像头朝向与地面垂线之间的夹角，所述方位角为所述红外摄像头在水平面上的偏转角；

人形轮廓的张角求解模块，用于求解所述人形轮廓的张角2α；根据像素距离q以及所述红外摄像头的单像素实距c，求解所述人形轮廓的张角2α；所述单像素实距c是指，在标准距离l下，单个像素点的边长的图像中物体对应现实世界的实际长度；其中所述张角2α满足即所述张角所述像素距离所述qx为所述人形轮廓的高度的横像素数，所述qy为所述人形轮廓的高度的纵像素数；

实际人体所站立位置点坐标求解模块，用于求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的坐标；根据所述倾斜角β、所述方位角所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在第一坐标系中的坐标为其中，所述第一坐标系以所述红外摄像头为坐标原点o、以所述红外摄像头垂直指向所述地面为z轴正方向、以所述红外摄像头且平行于所述地面的面为xy平面。

报警判断模块，用于判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围，并输出报警；根据所述点m的坐标判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围，如果位于管控范围内，则输出报警。

在该技术方案中，通过控制所述红外扫描设备的拍摄角度来扫描识别人形轮廓并形成所述第一图像；根据所述像素距离q以及所述红外摄像头的单像素实距c，求解所述人形轮廓的张角；通过所述第一图像和所述张角求得所述实际人体所站立位置点m的坐标实现了对变电站内人员的精确定位，实现变电站的实时的智能监管；通过设置报警判断模块，能够及时的发现问题并输出报警，提高变电站的安全性与稳定性。

在一具体实施方式中，所述实际人体所站立位置点坐标求解模块具体包括：

第一坐标系建立单元，用于建立所述第一坐标系；

距离求解单元，用于求解所述坐标原点o在所述地面的投影点o′到所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的距离o′m；根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述坐标原点o在所述地面的投影点o′到所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的距离o′m，所述o′m＝tan(β-α)h；

横坐标与纵坐标求解单元，用于求解点m的横坐标x和纵坐标y；根据所述方位角和所述点o′到所述点m的距离o′m，求解点m的横坐标x和纵坐标y；根据余弦定理和正弦定理得即

实际人体所站立位置点坐标求解单元，用于求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述第一坐标系中的坐标；根据所述距离o′m、所述横坐标x、所述纵坐标y以及所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述第一坐标系中的坐标为

在一具体实施方式中，所述方法还包括身高对比模块，所述身高对比模块具体包括：

人形轮廓的身高求解单元，用于根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h、所述点o′到所述点m的距离o′m，求解所述人形轮廓的身高p；所述人形轮廓的身高

信息获取单元，用于获得与所述坐标最接近的用户无线id；获取与所述用户无线id所对应的第一用户的身高信息；

身高对比单元，用于对比所述人形轮廓的身高p与所述用户无线id所对应的第一用户的身高信息；

第一报警判断单元，用于响应于所述身高信息与所求解获得的所述人形轮廓的身高p不匹配，则输出报警；其中：当所述身高信息与所求解获得的所述人形轮廓的身高p匹配，则不输出报警。

在该技术方案中，通过所述人形轮廓的身高与所述第一用户的身高信息的身高对比，可以及时的发现非变电站工作人员进入变电站，可以有效并及时的避免事故的发生，进一步提高变电站的安全性与稳定性。

在一具体实施方式中，所述第一图像采集模块具体包括：

拍摄角度控制单元，用于控制所述红外扫描设备的拍摄角度；所述拍摄角度包括倾斜角β和方位角

第一图像形成单元，用于控制所述红外扫描设备对所述人形轮廓进行拍摄并形成所述第一图像。

在一具体实施方式中，所述报警判断模块具体包括：

点坐标位置范围判断单元，用于判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围；

第二报警判断单元，用于响应于所述实际人体站立位置位于管控范围内，则输出报警；响应于所述实际人体站立位置位于管控范围之外，则不输出报警。

在一具体实施方式中，所述点m在所述xy平面内的投影点为m′，所述方位角为所述坐标原点o与点m′的连线om′与正x轴的夹角；所述倾斜角β＝∠moo′+α，所述∠moo′为所述坐标原点o与所述点m的连线om与正z轴的夹角。

在一具体实施方式中，所述坐标原点o、所述坐标原点o在所述地面的投影点o′、所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m以及所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述xy平面内的投影点m′均位于第一平面内。

在一具体实施方式中，所述系统还包括平台服务器。

在一具体实施方式中，所述信息传输模块，还用于将所述站立位置点m的坐标发送至所述平台服务器。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过控制所述红外扫描设备的拍摄角度来扫描识别人形轮廓并形成所述第一图像；根据所述像素距离q以及所述红外摄像头的单像素实距c，求解所述人形轮廓的张角；通过所述第一图像和所述张角求得所述实际人体所站立位置点m的坐标实现了对变电站内人员的精确定位，实现变电站的实时的智能监管；通过设置报警判断模块，能够及时的发现问题并输出报警，提高变电站的安全性与稳定性。

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人员实时监测报警系统的系统框图；

图2是本发明一具体实施方式中提供的一种变电站热红外扫描人员定位方法的流程框图；

图3是本发明一具体实施方式中各点之间的位置关系图；

图4是本发明一具体实施方式中提供的第一坐标系结构示意图；

图5是本发明一具体实施方式中提供的人形轮廓及其张角图；

图6是本发明一具体实施方式中提供的像素距离图。

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1-6所示，在本发明的第一实施例中，提供一种变电站人员实时监测报警系统，所述系统包括：

第一图像采集模块100，用于通过红外扫描设备扫描识别人形轮廓，控制所述红外扫描设备的拍摄角度，追踪所述人形轮廓至红外图像中心，控制所述红外扫描设备拍摄第一图像；所述红外扫描设备为红外摄像头，所述拍摄角度包括倾斜角β和方位角所述红外摄像头距离地面的红外距地高度为h；所述倾斜角β为所述红外摄像头朝向与地面垂线之间的夹角，所述方位角为所述红外摄像头在水平面上的偏转角；

人形轮廓的张角求解模块200，用于求解所述人形轮廓的张角2α；根据像素距离q以及所述红外摄像头的单像素实距c，求解所述人形轮廓的张角2α；所述单像素实距c是指，在标准距离l下，单个像素点的边长的图像中物体对应现实世界的实际长度；其中所述张角2α满足即所述张角所述像素距离所述qx为所述人形轮廓的高度的横像素数，所述qy为所述人形轮廓的高度的纵像素数；

实际人体所站立位置点坐标求解模块300，用于求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的坐标；根据所述倾斜角β、所述方位角所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在第一坐标系中的坐标为其中，所述第一坐标系以所述红外摄像头为坐标原点o、以所述红外摄像头垂直指向所述地面为z轴正方向、以所述红外摄像头且平行于所述地面的面为xy平面。

报警判断模块400，用于判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围，并输出报警；根据所述点m的坐标判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围，如果位于管控范围内，则输出报警。

在本实施例中，所述实际人体所站立位置点坐标求解模块300具体包括：

第一坐标系建立单元301，用于建立所述第一坐标系；

距离求解单元302，用于求解所述坐标原点o在所述地面的投影点o′到所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的距离o′m；根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述坐标原点o在所述地面的投影点o′到所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的距离o′m，所述o′m＝tan(β-α)h；

横坐标与纵坐标求解单元303，用于求解点m的横坐标x和纵坐标y；根据所述方位角和所述点o′到所述点m的距离o′m，求解点m的横坐标x和纵坐标y；根据余弦定理和正弦定理得即

实际人体所站立位置点坐标求解单元304，用于求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述第一坐标系中的坐标；根据所述距离o′m、所述横坐标x、所述纵坐标y以及所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述第一坐标系中的坐标为

在本实施例中，所述方法还包括身高对比模块500，所述身高对比模块500具体包括：

人形轮廓的身高求解单元501，用于根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h、所述点o′到所述点m的距离o′m，求解所述人形轮廓的身高p；所述人形轮廓的身高

信息获取单元502，用于获得与所述坐标最接近的用户无线id；获取与所述用户无线id所对应的第一用户的身高信息；

身高对比单元503，用于对比所述人形轮廓的身高p与所述用户无线id所对应的第一用户的身高信息；

第一报警判断单元504，用于响应于所述身高信息与所求解获得的所述人形轮廓的身高p不匹配，则输出报警；其中：当所述身高信息与所求解获得的所述人形轮廓的身高p匹配，则不输出报警。

在图3中，点n为所述实际人体所所站立位置的最高点，且所述点n位于所述点m与所述点m′的连线上，则所述人形轮廓的身高为p＝mn；

所述倾斜角β与所述角α之和的正切值为

由所述点m、所述点m′以及所述点n三点之间的位置关系得：mm′＝mn+m′n；

且mm′＝oo′,oo′＝h；

最终可得所述人形轮廓的身高

在本实施例中，所述第一图像采集模块100具体包括：

拍摄角度控制单元101，用于控制所述红外扫描设备的拍摄角度；所述拍摄角度包括倾斜角β和方位角

第一图像形成单元102，用于控制所述红外扫描设备对所述人形轮廓进行拍摄并形成所述第一图像。

在本实施例中，所述报警判断模块400具体包括：

点坐标位置范围判断单元401，用于判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围；

第二报警判断单元402，用于响应于所述实际人体站立位置位于管控范围内，则输出报警；响应于所述实际人体站立位置位于管控范围之外，则不输出报警。

在本实施例中，所述点m在所述xy平面内的投影点为m′，所述方位角为所述坐标原点o与点m′的连线om′与正x轴的夹角；所述倾斜角β＝∠moo′+α，所述∠moo′为所述坐标原点o与所述点m的连线om与正z轴的夹角。

值得一提的是，点a和点b分别位于所述坐标原点o与点n的连线on和所述坐标原点o与点m的连线om上。

在本实施例中，所述坐标原点o、所述坐标原点o在所述地面的投影点o′、所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m以及所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述xy平面内的投影点m′均位于第一平面内。

在本实施例中，所述系统还包括平台服务器600。

在本实施例中，所述信息传输模块700，还用于将所述站立位置点m的坐标发送至所述平台服务器600。

如图1-6所示，在本发明的第二实施例中，提供一种变电站热红外扫描人员定位方法，所述方法包括：

步骤s1、通过红外扫描设备扫描识别人形轮廓，控制所述红外扫描设备的拍摄角度，追踪所述人形轮廓至红外图像中心，控制所述红外扫描设备拍摄第一图像；所述红外扫描设备为红外摄像头，所述拍摄角度包括倾斜角β和方位角所述红外摄像头距离地面的红外距地高度为h；所述倾斜角β为所述红外摄像头朝向与地面垂线之间的夹角，所述方位角为所述红外摄像头在水平面上的偏转角；

步骤s2、根据像素距离q以及所述红外摄像头的单像素实距c，求解所述人形轮廓的张角2α；所述单像素实距c是指，在标准距离l下，单个像素点的边长的图像中物体对应现实世界的实际长度；其中所述张角2α满足即所述张角所述像素距离所述qx为所述人形轮廓的高度的横像素数，所述qy为所述人形轮廓的高度的纵像素数；

步骤s3、根据所述倾斜角β、所述方位角所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在第一坐标系中的坐标为其中，所述第一坐标系以所述红外摄像头为坐标原点o、以所述红外摄像头垂直指向所述地面为z轴正方向、以所述红外摄像头且平行于所述地面的面为xy平面。

在本实施例中，所述步骤s3还包括：

步骤s31、根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h，求解所述坐标原点o在所述地面的投影点o′到所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m的距离o′m，所述o′m＝tan(β-α)h；

步骤s32、根据所述方位角和所述点o′到所述点m的距离o′m，求解点m的横坐标x和纵坐标y；根据余弦定理和正弦定理得即

步骤s33、根据所述距离o′m、所述横坐标x、所述纵坐标y以及所述红外距地高度h，求解所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述第一坐标系中的坐标为

在本实施例中，所述方法还包括身高对比步骤，所述身高对比步骤具体包括：

根据所述倾斜角β、所述张角2α、所述红外距地高度h、所述点o′到所述点m的距离o′m，求解所述人形轮廓的身高p；所述人形轮廓的身高

获得与所述坐标最接近的用户无线id；获取与所述用户无线id所对应的第一用户的身高信息；

响应于所述身高信息与所求解获得的所述人形轮廓的身高p不匹配，输出报警。

在图3中，点n为所述实际人体所所站立位置的最高点，且所述点n位于所述点m与所述点m′的连线上，则所述人形轮廓的身高为p＝mn；

所述倾斜角β与所述角α之和的正切值为

由所述点m、所述点m′以及所述点n三点之间的位置关系得：mm′＝mn+m′n；

且mm′＝oo′,oo′＝h；

最终可得所述人形轮廓的身高

在本实施例中，所述方法还包括：

根据所述点m的坐标判断所述实际人体站立位置是否位于管控范围，如果位于管控范围内，则输出报警。

在本实施例中，所述点m在所述xy平面内的投影点为m′，所述方位角为所述坐标原点o与点m′的连线om′与正x轴的夹角；所述倾斜角β＝∠moo′+α，所述∠moo′为所述坐标原点o与所述点m的连线om与正z轴的夹角。

在本实施例中，所述坐标原点o、所述坐标原点o在所述地面的投影点o′、所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m以及所述人形轮廓所对应的实际人体所站立位置点m在所述xy平面内的投影点m′均位于第一平面内。

值得一提的是，点a和点b分别位于所述坐标原点o与点n的连线on和所述坐标原点o与点m的连线om上。

在本实施例中，所述方法还包括：将所述站立位置点m的坐标发送至平台服务器。

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。