防人为外力破坏的电网智能监控方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种监控方法及系统，尤其涉及一种防人为外力破坏的电网智能监控 方法及系统。
【背景技术】
[0002] 近几年来，随着电网结构的发展和完善，输电线路路的建设得到了长足的发展，但 是，由于输电线路具有杆塔点多，面广，线长，终年暴露在野外等地理位置和环境条件的特 殊性，除了遭受大风、雷击、暴雨、冰雪等自然灾害的侵袭外，还面临着诸多人为因素引起的 外力破坏，如超高车辆在输电线路下通行或作业导致的输电线路刮拽现象，且由于人为外 力破坏引起的线路跳闸、线路被迫停电等事故的概率呈上升趋势。目前，我国电力系统正在 朝着超高压、大电网、大容量、自动化的方向发展，一旦发生事故便会对供电企业带来巨额 经济损失，同时也给电网安全运行带来极大的安全隐患，因此，对于超高车辆等人为威胁的 监控必须引起足够的重视。
[0003]目前，对于超高车辆在输电线路下通行或者作业等人为威胁的监控通常采用人工 方式进行现场盯防或者远程视频盯防。由于超高车辆自身的高度较高，加之有些车辆上还 装备有其他作业设施，进一步增加了车辆高度。当车辆行驶至输电线路下方时，驾驶人员无 法准确判断车辆顶面与输电线路的高度差，因而，极易发生超高车辆刮拽输电线路的事故。 因此，当超高车辆在输电线路下通行或者作业时，值班人员需在现场或者通过远程视频时 刻关注车辆或者车辆上装备的作业设施的高度，当其高度接近或者超过警戒高度时，值班 人员通过喇叭喊话或者启动报警器等方式警告、制止超高车辆的高危驾驶或作业，从而使 得车辆或者车辆设施的高度降低到警戒高度以下，进而避免电网输电线路因人为外力破坏 而造成的财产损失和安全隐患。
[0004] 然而，通过以上人工方式来监控人为威胁存在一定缺陷。比如，很难有足够人力对 所有杆塔做不间断实时监控，值班人员通过肉眼观察的方式可能存在视觉盲区，无法准确 判断车辆距离警戒高度的高度差，使得电网输电线路的监控精度受到极大影响。同时，当输 电线路下方的车流量较大或者威胁因素较多时，值班人员无法同时监控多种威胁因素，因 此，很难依靠值班人员在现场或者通过远程监控的方式进行实时监控。由此可知，对于电网 输电线路现有的的监控方式的监控效果并不理想。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种防人为外力破坏的电网智能监控方法及系统，以解决现有技术中 监控精度差、无法实时监控的问题。
[0006] 本发明提供一种防人为外力破坏的电网智能监控方法，所述防人为外力破坏的电 网智能监控方法包括：实时获取监控区域内每一个目标区域的目标物图像，并对获取到目 标图像的目标物进行跟踪测量，获取所述目标物图像坐标；通过相机内外方位参数标定反 算方法获得相机参数，所述相机参数包括相机的安装高度H和相机在水平方向上的倾斜角 α，根据所述相机参数和所述目标物图像坐标获取所述目标物的实际高度；判断所述目标 物的实际高度是否高于预设警戒高度；若所述目标物的实际高度低于预设的警戒高度，则 进入监控状态，实时获取所述目标物图像并对所述目标物实时跟踪监控；若所述目标物的 实际高度等于或者高于预设警戒高度，则进入报警状态，驱动报警装置报警并实时发送报 警信息，直至所述目标物的实际高度低于预设的警戒高度为止。
[0007] 优选的，上述通过相机内外方位参数标定反算方法获得相机参数包括：获取任意 选取的竖直标定物M和标定物N的图像，并根据所述标定物M和标定物N的图像分别获取 所述标定物M和标定物N的图像坐标；测量并获取所述标定物M和标定物N的实际高度，所 述标定物M的实际高度记为B 1C1，所述标定物N的实际高度记为B2C2，其中，点队为所述标 定物M与地面的交点，点C 1为所述标定物M的顶点，点B 2为所述标定物N与地面的交点，点 C2为所述标定物N的顶点；根据所述标定物M和标定物N的实际高度、所述标定物M和标定 物N的图像坐标计算获得OAJP OB ρ0^和OB 2的长度值，所述OA廊OB ρ0^和OB 2的长度 值为包含有所述相机参数的表达式，其中，点〇为相机所在杆塔与地面的交点，点A1为所述 标定物M顶点C 1在相机投影方向的投影点，点A 2为所述标定物N顶点C 2在相机投影方向的 投影点；根据相机投影关系
获取所述相机参数，其中，A1B1= OA1-OB1J2B2 =OA2-OB20
[0008] 优选的，上述根据所述相机参数和所述目标物图像坐标获得目标物的实际高度包 括：根据所述相机参数计算获得OA和AB的长度值，所述OA和AB的长度值为包含有所述目 标物实际高度的表达式，其中，所述目标物的实际高度记为BC，点B为所述目标物与地面的 交点，点C为所述目标物的顶点，点0为相机所在杆塔与地面的交点，点A为所述目标物顶 点C在相机投影方向的投影点；根据所述相机的安装高度H、OA和AB的长度值以及相机投 影关系，
获取所述目标物的实际高度。
[0009] 优选的，上述根据所述相机参数和所述目标物图像坐标获得目标物的实际高度之 前，还包括对地面起伏影响的校正，其中包括：增加竖直标定物的数量，通过所述标定物将 地面微分成对应的小块区域；独立计算每个所述小块区域内的相机参数，根据所述小块区 域内的相机参数获得进入该小块区域内的目标物的实际高度。
[0010] 优选的，上述根据所述相机参数和所述目标物图像坐标获得目标物的实际高度之 前，还包括对倾斜地形影响的校正，其中包括：选取并标定能够反映倾斜地形的地点，获取 所述相机在水平方向上的倾斜角α和相机的安装高度Η。，其中，所述安装高度Η。为沿地形 的倾斜方向上的安装高度；根据所述倾斜角α和所述安装高度Η。计算获得目标物的实际 高度，所述目标物的实际高度为沿地形的倾斜方向上的实际高度。
[0011] 优选的，上述实时获取监控区域内每一个目标区域的目标物图像包括：实时采集 监控区域内的原始图像；从所述原始图像中分离目标区域，获取背景区域；根据所述原始 图像和所述背景区域，获取前景区域；对所述前景区域做目标区域分割，将前景区域分割成 矢量化目标区域，获取监控区域内每一个目标物的目标物图像。
[0012] 优选的，上述对目标物进行跟踪测量包括：对每一个目标物图像做序列归并和运 动序列分析；跟踪每一个目标物在监控区域内的运动，监控每一目标的运动轨迹并分析其 运动特征，并实时测量每一个目标物的图像坐标。
[0013] 优选的，上述发送报警信息包括：获取进入报警状态时刻的报警图像；通过无线 网络将包含有所述报警图像的报警信息实时发送至值班人员的电子设备上，以便值班人员 及时对报警信息做出处理。
[0014] 本发明还提供一种防人为外力破坏的电网智能监控系统，所述防人为外力破坏的 电网智能监控系统包括：图像获取模块，用于实时获取监控区域内每一个目标区域的目标 物图像；跟踪测量模块，用于对获取到目标图像的目标物进行跟踪测量，并获取所述目标物 图像坐标；标定模块，通过对已知高度标定物进行实测获取标定物的图像坐标，通过标定物 实际高度和所述图像坐标高度反算系统的相机参数，包括相机安装高度H、水平方向上的倾 斜角α和相机分辨率信息；实际高度获取模块，用于根据所述相机参数和所述目标物图像 坐标获取所述目标物的实际高度；报警判断模块，用于判断所述目标物的实际高度是否高 于预设警戒高度，若所述目标物的实际高度低于预设的警戒高度，则进入监控状态，实时获 取所述目标物图像并对所述目标物实时跟踪监控；若所述目标物的实际高度等于或者高于 预设警戒高度，则进入报警状态，驱动报警装置报警并实时发送报警信息，直至所述目标物 的实际高度低于预设的警戒高度为止。
[0015] 优选的，所述防人为外力破坏的电网智能监控系统还包括起伏地面校正模块，用 于校正地面起伏的影响。
[0016] 优选的，所述防人为外力破坏的电网智能监控系统还包括倾斜地面校正模块，用 于校正地面倾斜的影响。
[0017] 优选的，所述图像获取模块还包括：原始图像采集子模块，用于实时采集监控区域 内的原始图像；背景区域获取子模块，用于从所述原始图像