一种智慧安监管控辅助装置及方法与流程

1.本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种智慧安监管控辅助装置及方法。


背景技术：

2.目前，随着电网规模扩大，对于电力作业现场的管控力度也随之加大。
3.现有技术中对于电力作业现场视频管控仍存在以下几方面的问题：
4.1)由于摄像头的安装角度和方向固定，因此在部分角落无法通过视频监控图像获取作业人员正在进行的作业任务；
5.2)当前电力作业相关设备只配备较小尺寸的屏幕或未配备可视化显示装置，仅通过通讯模块将监控图像信号传输至电力作业视频监控系统，以便安全监管部门远程视频管控。
6.因此，如何通过对电力作业视频进行管控从而提高现场作业人员安全性成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种智慧安监管控辅助装置及方法，以解决现有技术中对于电力作业视频现场管控效率低导致作业人员可能出现安全隐患的问题。
8.根据本发明的一方面，提供了一种智慧安监管控辅助装置，包括：边缘计算装置、执法仪和电机驱动控制器；
9.其中，所述边缘计算装置分别与所述执法仪和电机驱动控制器通讯连接；
10.所述执法仪用于发送作业监控图像到所述边缘计算装置；
11.所述边缘计算装置用于确定作业人员在图像中的位置，并基于所述作业人员在图像中的位置发送控制指令到所述电机驱动控制器；
12.所述电机驱动控制器用于基于所述控制指令确定执法仪的高度和/或角度。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种智慧安监管控辅助方法，包括：
14.执法仪发送作业监控图像到边缘计算装置；
15.所述边缘计算装置确定作业人员在图像中的位置，并基于所述作业人员在图像中的位置发送控制指令到所述电机驱动控制器；
16.所述电机驱动控制器基于所述控制指令确定执法仪的高度和/或角度。
17.本发明实施例的技术方案，通过边缘计算装置确定作业人员在图像中的位置，并基于作业人员在图像中的位置发送控制指令到电机驱动控制器；电机驱动控制器基于控制指令确定执法仪的高度和/或角度，解决了现有技术中对于电力作业视频现场管控效率低导致作业人员可能出现安全隐患的问题，从而提高对于电力作业视频现场管控效率，增强了安全性。
18.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。
20.图1a是根据本发明实施例一提供的一种智慧安监管控辅助装置的系统结构示意图；
21.图1b是根据本发明实施例一提供的一种智慧安监管控辅助装置正面侧视结构的系统结构示意图；
22.图1c是根据本发明实施例一提供的一种智慧安监管控辅助装置背面侧视结构的系统结构示意图；
23.图2是根据本发明实施例二提供的另一种便携式智慧安监管控辅助装置的结构示意图；
24.图3是本发明实施例三提供的一种智慧安监管控辅助方法的流程图。
具体实施方式
25.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中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
26.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可以互换，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。
27.实施例一
28.图1a为本发明实施例一提供了一种智慧安监管控辅助装置的系统结构示意图，本实施例可适用于对电力现场作业视频进行处理的场景。如图1a所示，该装置包括：边缘计算装置101、执法仪102和电机驱动控制器103；
29.其中，边缘计算装置101分别与执法仪102和电机驱动控制器103通讯连接；
30.执法仪102用于发送作业监控图像到边缘计算装置101；
31.边缘计算装置101用于确定作业人员在图像中的位置，并基于作业人员在图像中的位置发送控制指令到电机驱动控制器103；
32.电机驱动控制器103用于基于控制指令确定执法仪102的高度和/或角度。
33.本实施例中，执法仪可以是对电力作业现场进行监控，并拍摄作业人员在电力作业现场对相关电力设备进行维修等画面的设备；电机驱动控制器可以接收边缘计算装置下
发的控制指令，基于控制指令对电机进行调整。
34.优选地，本实施例中的电机驱动控制器可以使用奇沃bld-750型号控制器，本实施例对此不做具体限制。
35.本实施例中，边缘计算装置可以是基于ai(artificial intelligence，人工智能)芯片，并采用英伟达的jetson xavier nx开发板，由于其附带多种类型的数据接口及通讯模块，因此可以分别与电机驱动控制器、执法仪和电机驱动控制器通讯连接。
36.示例性地，边缘计算装置具体可以用于：接收作业监控图像；基于目标检测算法实时识别作业监控图像中各个作业人员；将作业监控图像的中心点作为基准点，根据各个作业人员在作业监控图像中的位置与基准点确定执法仪的移动角度和/或移动距离；根据移动角度和/或移动距离发送控制指令到电机驱动控制器。
37.本实施例中，边缘计算装置接收到执法仪发送的作业监控图像，可以基于目标检测算法识别出作业监控图像中的作业设备和各个作业人员，在确定图像中的各个作业人员后，可以根据作业监控图像确定的画面进行对角划分，取对角点的中心点作为基准点，确定各个作业人员在作业监控图像中的位置与基准点的偏移程度，根据该偏移程度确定执法仪的移动角度和/或移动距离，根据移动角度和/或移动距离发送控制指令到电机驱动控制器控制执法仪实现移动。
38.优选地，本实施例目标检测算法可以是基于yolo v7的算法，本实施例对此不做具体限定。
39.示例性地，边缘计算装置具体可以用于：基于识别结果向作业监控图像中各个作业人员添加第一矩形标记框；根据所有第一矩形标记框确定图像目标区域，将图像目标区域的最小外接矩形作为第二矩形标记框；获取第二矩形标记框的中心点的坐标值，根据坐标值相对于基准点的横向偏移值和纵向偏移值，确定执法仪的移动角度和/或移动距离。
40.本实施例中，图像目标区域可以是作业人员所在画面的区域；边缘计算装置可以基于识别结果向作业监控图像中各个作业人员添加矩形标记框，计算各个作业人员的矩形标记框在图像上的区域，比如图像的最左边、最右、最上以及最下的边界处，并以上述四个边界构建新的矩形框和计算矩形中心点在图像中的坐标值及相对于图像正中心点的横向和纵向偏移值，从而发出电机控制指令到电机控制器，确定控制高度升降电机和/或转向调整电机，从而使作业人员始终处于图像的中间位置。
41.示例性地，上述装置还可以包括：定位装置，其中，定位装置与边缘计算装置通讯连接；定位装置用于发送位置信息到边缘计算装置；边缘计算装置用于基于位置信息确定电压等级，基于电压等级确定作业安全距离，根据安全距离判断当前作业人员与作业设备之间的距离是否符合作业安全距离。
42.本实施例中，定位装置可以是gps(global positioning system，全球定位系统)定位器，其可以用于接收gps定位器的经纬度信息，利用内置的离线地图确定作业现场摄像头信息和智慧安监管控辅助装置在变电站的位置信息；以及，带电间隔信息，并将位置信息发送到边缘计算装置，边缘计算装置用于基于位置信息确定电压等级，基于电压等级确定作业地点和作业安全距离；其中，作业安全距离可以是指在带电体与地面之间、带电体与其他设施、设备之间以及带电体与带电体之间保持的一定安全距离；并根据安全距离判断当前作业人员与作业设备之间的距离是否符合作业安全距离；否则，则对作业人员发出提示。
43.本实施例中对离线地图的制作方式可以是：首先使用无人机搭载的拍摄设备拍摄整个变电站的俯视图，其次，利用gps定位器在俯视图的多个点(可以采用多边形俯视图的顶点)实地采集gps的经纬度信息，最后，将俯视图作为背景导入oruxmaps软件中，在背景图上手绘对应简易地图(包含标注对应电压等级的设备区域)，并将实地采集的gps的经纬度信息赋值给对应点完成离线地图的制作。
44.优选地，本实施例的gps定位器可以采用基于中科微at6558芯片的gps+北斗定位模块，两种定位方式互补，用于获取辅助智慧安监管控装置的位置信息，并将位置信息发送至边缘计算装置。
45.示例性地，上述装置还可以包括：箱体装置和至少一根天线，至少一根天线设置于箱体顶部；其中，天线包括定位装置外接天线和边缘计算装置外接天线；定位装置外接天线和和边缘计算装置外接天线用于接收卫星信号，并将卫星信号发送至定位装置，通过定位装置确定卫星信号对应的位置信息；箱体装置内部设置定位装置、边缘计算装置、执法仪和电机驱动控制器。
46.示例性地，箱体装置内部还可以设置高度升降电机和转向调整电机，其中，高度升降电机可以通过升降式轨道调整执法仪的纵向垂直高度，升降式轨道可以用于执法仪的纵向垂直方向的运动轨道；转向调整电机可以用于调整执法仪的横向水平转向角度。
47.示例性地，箱体装置还可以包括：置物板和方向控制杆；其中，方向控制杆与箱体装置内部的电机连接，并由箱体装置内部延伸到箱体装置外部，方向控制杆位于箱体装置外部的一端连接置物板；执法仪固定连接于置物板，方向控制杆用于在电机的控制下调整执法仪的高度和/或角度。
48.其中，置物板中间可以采用内凹式设计，四周配备伸缩式压紧弹簧，用于将执法仪放置于中间凹槽中并将其固定，从而防止执法仪出现抖动。
49.本实施例中，方向控制杆分别与箱体装置内部的高度升降电机和转向调整电机连接；方向控制杆用于在电机的控制下调整执法仪的高度和/或角度。
50.本实施例中当电机驱动控制器接收到电机控制指令时会对电机进行选择，例如，若对执法仪进行高度升降的调整，则选择高度升降电机；若对执法仪进行方向的调整，则选择转向调整电机；并分别控制方向控制杆上下伸缩和左右旋转，用于调整执法仪的纵向垂直高度及水平转向角度。
51.优选地，本实施例中的高度升降电机和转向调整电机可以采用86法兰的奇沃无刷电机，本实施例对此不做具体限制。
52.示例性地，上述箱体装置还包括：把手、补光灯、履带式轮毂和箱体底部封板；其中，把手与箱体装置连接，履带式轮毂设置于箱体装置底部，用于通过把手移动智慧安监管控辅助装置；补光灯和箱体装置连接，用于在光线不足时自动对环境光进行调节；箱体底部封板设置于箱体装置外部，用于封住箱体装置。
53.其中，把手可以方便作业人员推动智慧安监管控装置的移动；补光灯可以是光感自动补光灯，用于在作业现场光线不足时自动进行补光照明；履带式轮毂可以方便智慧安监管控装置能在多场景复杂路面环境下进行行走。
54.示例性地，箱体装置，还可以包括：蓄电池和蓄电池接口；蓄电池设置于箱体装置内部；蓄电池接口设置于箱体装置外部；其中，蓄电池用于对补光灯、定位装置、边缘计算装
置、执法仪和电机驱动控制器进行供电；蓄电池接口用于对蓄电池进行充电。
55.优选地，蓄电池可以采用公牛gnv-y118型号的磷酸铁锂蓄电池，本实施例对此不做具体限制。
56.示例性地，上述装置还可以包括：智慧安监平台和显示器；智慧安监平台分别显示器与边缘计算装置通讯连接，用于接收边缘计算装置发送的作业监控图像信息；显示器与边缘计算装置通过数据线连接用于接收边缘计算装置发送的作业监控图像并显示。
57.本实施例中，边缘装置可以用于将图像信息、定位信息、识别信息通过通讯模块上传至电力作业视频监控系统或智慧安监平台；显示器可以通过hdmi数据线连接边缘计算装置，用于显示作业地点信息、作业设备信息、作业人员信息以及安全距离信息等内容的监控画面。
58.示例性地，上述装置还可以包括：遮光罩，遮光罩与显示器连接可以用于对显示器的遮光和防雨，从而实现对显示器的保护。
59.本实施例中，该智慧安监管控装置具体的正面侧视结构可以如图1b所示，其包括：1-定位装置外接天线、2-边缘计算装置外接天线、3-遮光罩、4-把手、5-底部箱体(内含高度升降电机、转向调整电机、电机驱动控制器、定位装置和蓄电池)、6-履带式轮毂、7-补光灯、8-方向控制杆、9-置物板、10-执法仪。
60.本实施例在需要进行电力作业时，仅需将电力作业执法仪通过数据线接入即能完成辅助装置的布置和使用，因此改进成本低，便携性高。
61.本实施例中，该智慧安监管控装置具体的背面侧视结构可以如图1c所示，其可以包括：1-定位装置外接天线、2-边缘计算装置外接天线、3-防雨遮光罩、4-把手、5-底部箱体(内含高度升降电机、转向调整电机、电机驱动控制器、定位装置、边缘计算装置和蓄电池)、6-履带式轮毂、7-补光灯、8-方向控制杆、9-置物板、10-执法仪、11-显示器、12-小车底部箱体封板、13-蓄电池充电接口。
62.本实施例通过边缘计算装置确定作业人员在图像中的位置，并基于作业人员在图像中的位置发送控制指令到电机驱动控制器；电机驱动控制器基于控制指令确定执法仪的高度和/或角度，使作业人员始终处于中间位置，从而提高对于电力作业视频现场管控效率，增强了安全性。
63.实施例二
64.图2为本发明实施例二提供的另一种便携式智慧安监管控辅助装置的结构示意图，如图2所示，该装置具体可以包括：
65.蓄电池、gps定位器、光感自动补光灯、转向调整电机、边缘计算装置、高度升降电机、电力执法仪以及置物板。
66.其中，蓄电池可以分别为gps定位器、光感自动补光灯、转向调整电机、边缘计算装置以及高度升降电机供电。
67.电力执法仪与边缘计算装置通讯连接，用于将拍摄到的作业监控图像发送到边缘计算装置；边缘计算装置基于作业监控图像发送控制命令到电机驱动装置，电机驱动装置基于控制命令选择对应的电机执行对应的命令。
68.比如：发送水平转向命令到转向调整电机，以及，发送垂直升降命令到高度升降电机。
69.其中，转向调整电机用于通过方向控制杆控制置物板进行水平转向；高度升降电机用于通过方向控制杆控制置物板进行垂直升降，从而实现电力执法仪的转动。
70.本实施例通过边缘计算装置确定作业人员在图像中的位置，并基于作业人员在图像中的位置发送控制指令到电机驱动控制器；电机驱动控制器基于控制指令确定执法仪的高度和/或角度，使作业人员始终处于中间位置，从而提高对于电力作业视频现场管控效率，增强了安全性。
71.实施例三
72.图3为本发明实施例三提供的一种智慧安监管控辅助方法的流程图。如图3所示，该方法包括：
73.s310、执法仪发送作业监控图像到边缘计算装置。
74.s320、边缘计算装置确定作业人员在图像中的位置，并基于作业人员在图像中的位置发送控制指令到电机驱动控制器。
75.s330、电机驱动控制器基于控制指令确定执法仪的高度和/或角度。
76.示例性地，边缘计算装置接收作业监控图像；基于目标检测算法实时识别作业监控图像中各个作业人员；将作业监控图像的中心点作为基准点，根据各个作业人员在作业监控图像中的位置与基准点确定执法仪的移动角度和/或移动距离；根据移动角度和/或移动距离发送控制指令到电机驱动控制器。
77.示例性地，边缘计算装置还可以基于识别结果向作业监控图像中各个作业人员添加第一矩形标记框；根据所有第一矩形标记框确定图像目标区域，将图像目标区域的最小外接矩形作为第二矩形标记框；获取第二矩形标记框的中心点的坐标值，根据坐标值相对于基准点的横向偏移值和纵向偏移值，确定执法仪的移动角度和/或移动距离。
78.示例性地，定位装置可以发送位置信息到边缘计算装置；边缘计算装置基于位置信息确定电压等级，基于电压等级确定作业安全距离，根据安全距离判断当前作业人员与作业设备之间的距离是否符合作业安全距离。
79.示例性地，定位装置外接天线和和边缘计算装置外接天线可以接收卫星信号，并将卫星信号发送至定位装置，通过定位装置确定卫星信号对应的位置信息。
80.示例性地，方向控制杆在电机的控制下调整执法仪的高度和/或角度。
81.示例性地，补光灯在光线不足时自动对环境光进行调节。
82.示例性地，蓄电池对补光灯、定位装置、边缘计算装置、执法仪和电机驱动控制器进行供电；蓄电池接口对蓄电池进行充电。
83.示例性地，智慧安监平台接收边缘计算装置发送的作业监控图像信息；显示器接收边缘计算装置发送的作业监控图像并显示。
84.本发明实施例所提供的智慧安监管控辅助方法可由本发明任意实施例所提供的智慧安监管控辅助装置执行，具备执行装置相应的功能模块和有益效果。
85.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
86.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明
的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。