一种基于视频分析的输电导线舞动实时监测与预测方法

摘要

本发明公开了一种基于视频分析的输电导线舞动实时监测与预测方法,包括以下步骤：采集原始图像；在监控终端对原始图像进行图像处理，并对处理后得到的输电导线上的特征目标点进行自动识别，分别获得目标点的位置坐标；对预处理后的图像进行分析，获得输电导线目标点的位置坐标，同时计算导线覆冰的厚度；根据连续图像文件目标点的垂直坐标，统计相邻极大值或极小值间连续图片的张数，再根据相邻两张图片的时间间隔，计算得到导线的舞动频率；对输电导线未来的舞动情况进行仿真预测分析。本发明利用视频图像技术分析输电导线的舞动状况，避免了在输电导线上安装大量硬件传感器，节省了硬件开销的同时，减少了额外的硬件维护工作量，亦便于管理。

主权项

一种基于视频分析的输电导线舞动实时监测与预测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采集原始图像：利用安装在杆塔上的视频摄像头采集输电导线未发生舞动之前的原始图像；利用监控终端采集到当时的微气象数据；并通过传输通道将上述数据传送回监控中心存储，作为原始比对数据；（2）在监控终端对原始图像进行包括平滑、灰度化、二维图像分割、轮廓提取、轮廓跟踪的图像处理，并对处理后分析得到的输电导线上的特征目标点进行自动识别，分别获得目标点的位置坐标；（3）利用杆塔上安装的视频摄像头采集输电导线的数字视频数据，将其转化为连续的二维帧图像，在监控终端对这些图像进行与原始图像同样的图像预处理，实现对舞动导线上的特征目标点的自动识别； （4）对预处理后的图像进行分析，获得输电导线目标点的位置坐标，同时计算导线覆冰的厚度，对所有数据均打上时间戳；（5）利用输电导线上特征目标点处安装的电子应变片测得该点处的实时扭转角数据，利用监控终端采集到实时微气象数据，所有数据打上时间戳；（6）将带有时间戳的特征目标点的位置坐标、扭转角数据、微气象数据和导线覆冰厚度通过传输通道传送回监控中心，并存储起来；（7）对存储的特征目标点的位置坐标进行扫描，获得特征目标点的垂直位置，找出垂直位置的最大值和最小值，根据这两个值之差运用比例法计算出输电导线舞动的实际振幅；（8）根据连续图像文件目标点的垂直坐标，统计相邻极大值或极小值间连续图片的张数，再根据相邻两张图片的时间间隔，确定导线舞动的周期，计算得到导线的舞动频率；（9）将带有时间戳的特征目标点的位置与原始特征点的位置进行一一比较，并利用比例法分别计算导线舞动时每个特征目标点在水平方向和垂直方向的实际位移，将其一一记录；（10）根据覆冰厚度计算数据，结合微气象数据对覆冰厚度进行预测分析，得到预测数据，打上时间戳，并存储起来；（11）根据上述步骤中获得的数据，对输电导线舞动三自由度数字仿真模型中的参数进行拟合与修订，得到新的数值仿真模型； （12）根据气象预报，结合在线监测系统采集数据，采用修订后的模型和参数，对输电导线未来的舞动情况进行仿真预测分析。