变电站智能远程遥视系统的制作方法
【专利摘要】变电站智能远程遥视系统，涉及电力系统控制技术领域，特别属于一种变电站智能远程遥视系统。由硬件系统和软件系统组成，所述的硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，远端计算机、监控设备、遥控设备分别通过有线网络传输方式，连接站端计算机，遥控设备通过无线网络传输方式，连接无人机图像采集设备，所述的软件系统包括应用于站端计算机的遥控子系统、图像分析子系统、图像存储子系统和应用于站端计算机、监控设备、遥控设备和无人机图像采集设备的图像传输子系统以及应用于无人机图像采集设备的防撞子系统、设备监测子系统。保证了图像采集的精度，又实现了变电站图像信息的全覆盖。
【专利说明】
变电站智能远程遥视系统
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统控制技术领域，特别属于一种变电站智能远程遥视系统。
【背景技术】
[0002]变电站智能远程遥视系统是应用计算机技术、通讯技术、视频技术，将变电站视频、图像信息上传至监控端，实现变电站远程监控的综合自动化系统，是继变电站“四遥”技术(“遥信”、“遥测”、“遥控”、“遥调”)后的又一重要变电站自动化技术。
[0003]目前，各变电站监控系统均采用传统的摄像头固定安装方式，直接限制了摄像头的视野，变电站监控存在视频死角，无法做到变电站图像信息的全覆盖。另一方面，由于摄像头固定安装，无法最大程度的发挥摄像头的调焦能力，导致摄像头无法采集到足够清晰的变电站细节信息，例如:继电保护动作信息、保护压板投退状态等信息。
[0004]另外，现有变电站继电保护压板仍采用人工作业方式进行定期核对，调度自动化监控系统对其仍处于监控空白状态。一方面人工定期核对的方式无法满足继电保护实时性的要求，一旦保护压板误投退，无法保证第一时间发现、更正，给继电保护误动和据动带来了隐患；另一反面人工核对难以保证核对的准确率，增加了保护误动和据动的概率。
[0005]此外，当变电站发生事故时，调度值班员除需了解电网电气量信息之外，还需了解变电站图像等信息以便指导变电站事故处理，目前变电站详细图像信息的上传仍采用运维人员在变电站现场向调度员电话汇报的形式，但随着变电站无人值守的推进，运维人员驻地与变电站相距较远，这种图像上传方式增加了人力、物力成本，且降低了工作效率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的即在于提供一种变电站智能远程遥视系统，将高清摄像头搭载在无人机上，通过远程遥控无人机，实现对变电站全站图像信息的采集，以达到既可以保证图像采集的精度，又可以实现变电站图像信息的全覆盖的目的。
[0007]本发明所提供的变电站智能远程遥视系统，其特征在于，由硬件系统和软件系统组成，所述的硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，远端计算机、监控设备、遥控设备分别通过有线网络传输方式，连接站端计算机，遥控设备通过无线网络传输方式，连接无人机图像采集设备，其中，所述的无人机图像采集设备具有罩体，罩体中央设有无人机，无人机与罩体的中心轴滑动连接，无人机上安装有高清摄像头、超声波测距设备、GPS定位设备以及云台控制设备，此外，本系统还设有无线充电设备，其中:
所述的高清摄像头，用于变电站图像的采集；
所述的遥控设备包括静止设备和可移动设备，静止设备经USB接口与站端计算机相连，用于接收站端计算机向遥控设备发送的控制信息；可移动设备搭载在无人机上，用于接收从遥控设备处传来的遥控指令，从而实现无线、长距离控制无人机的全方位飞行、变电站图像的抓取； 所述的站端计算机用于实现人机交互、变电站图像信息处理、分析、存储以及无人机的驾驶；
所述的超声波测距设备用于实时监测无人机图像采集设备与周围环境的距离；
所述的GPS定位设备用于定位无人机图像采集设备所处的变电站区域，为防撞子系统提供安全距离参数；
所述的云台控制设备用于控制高清摄像头的取景范围，并使高清摄像头实现自动对隹.V ?、、，
所述的无线充电设备用于在一定区域内为无人机图像采集设备无线充电；
所述的监控设备用于监视无人机的飞行状态、周围环境，为驾驶员提供飞行指导。
[0008]所述的软件系统包括应用于站端计算机的遥控子系统、图像分析子系统、图像存储子系统、应用于站端计算机、监控设备、遥控设备和无人机图像采集设备的图像传输子系统以及应用于无人机图像采集设备的防撞子系统、设备监测子系统，其中，
所述的遥控子系统用于实现无人机的控制飞行、自动悬停、自动归航；
所述的图像传输子系统用于实现变电站图像信息、控制信息、设备信息的传输；
所述的图像分析子系统一方面通过人机界面展示拍摄的图像信息，另一方面完成图像识别等图像分析功能，其包括常规图像分析模块和保护压板自动核对模块，常规图像分析模块用于变电站图像信息的常规编辑;保护压板自动核对模块用于变电站保护压板的自动核对；
所述的图像存储子系统用于存储变电站的历史图像信息，便于查询；
所述的防撞子系统通过GPS定位设备获得无人机图像采集设备所处变电站区域的位置信息，在线设定无人机图像采集设备的安全距离，通过超声波测距设备获得图像采集设备与周围环境的距离，当该距离小于安全距离时，闭锁该方向的运动，保证无人机图像采集设备不对变电站其它设备造成影响。
[0009]所述的设备监测子系统用于监控无人机图像采集设备的电量、运行状态。
[0010]本发明所提供的变电站智能远程遥视系统，克服了传统变电站视频监控布点多、成本高、且无法采集到变电站细节信息的弊端，具有覆盖范围广、全、细的特点，能精确到变电站内保护压板投退状态、保护动作信号等细节信息的实时监视。此外，本发明利用图像识别技术，根据系统采集到的保护压板投退图像信息，完成保护压板的自动核对，消除了现有变电站压板无法实时监控的弊端，且本系统的使用，能够实时提供变电站事故信息和保护动作信息，便于事故的及时处理，具有节省人力、物力，提高工作效率和精准率的积极效果。
【附图说明】
[0011]附图部分公开了本发明具体实施例，其中，
图1为本发明无人机图像采集设备的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的系统流程图；
图4为本发明图像分析子系统的保护压板自动核对模块工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明的无人机图像采集设备具有罩体I，罩体中央设有无人机2，罩体的中心轴穿过无人机，与无人机活动连接，罩体主体呈辊筒状，罩体两端为圆锥结构的架体，有效防止无人机与周围物体相撞以及无人机跌落损坏，从而保证了无人机能够水平落地。无人机上安装有高清摄像头5、超声波测距设备4、GPS定位设备3以及云台控制设备6，其中，所述的高清摄像头可以保证所采集图像的清晰度，满足图像高精度的要求;所述的GPS定位设备可以采集无人机图像采集设备的位置信息，将该信息传送给防撞子系统;所述的云台控制设备能够控制高清摄像头的取景范围，并使高清摄像头实现自动对焦。
[0013]如图2所示，本发明的硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，站端计算机上安装无人机遥控软件，同时站端计算机与遥控设备通过USB接口相连接，所述的遥控设备通过无线方式连接无人机图像采集设备。通过远端计算机远程登录站端计算机，利用远端计算机上安装的遥控软件，通过遥控设备实现无人机图像采集设备的远程遥控。搭载在无人机2上的高清摄像头5将拍摄的图像信息无线回传至遥控设备，遥控设备上传至站端计算机。通过监控设备设置的固定摄像头，能够实时捕捉无人机图像采集设备的飞行图像信息，从而监视无人机图像采集设备的飞行状态和周围环境，为无人机图像采集设备的驾驶提供必要的参数依据。此外，本系统还设有无线充电设备，当无人机图像采集设备到达无线充电设备的充电区域内，无线充电设备可以自动向无人机图像采集设备充电。
[0014]本发明的软件系统包括应用于站端计算机的遥控子系统、图像分析子系统、图像存储子系统、应用于站端计算机、监控设备、遥控设备和无人机图像采集设备的图像传输子系统以及应用于无人机图像采集设备的防撞子系统、设备监测子系统，如图3所示，本发明的工作原理如下:远端计算机向站端计算机发送控制信息，并从站端计算机接收图像信息、设备信息，站端计算机上的遥控子系统，根据远端计算机下发的控制信息并结合监控设备采集的监控图像信息，向遥控设备下发控制信息;遥控设备将控制信息下发到无人机图像采集设备，无人机图像采集设备的设备监测子系统监控无人机图像采集设备的设备信息，高清摄像头在云台控制设备的控制下获取现场的图像信息，无人机图像采集设备将设备信息和图像信息回传至遥控设备，进而反馈至站端计算机，供站端计算机的图像分析子系统和图像存储子系统使用；防撞子系统通过GPS定位设备获得无人机图像采集设备所处变电站区域的位置信息，在线设定无人机图像采集设备的安全距离;通过超声波测距设备获得图像采集设备与周围环境的距离，当该距离小于安全距离时，闭锁该方向的运动。例如，当无人机图像采集设备上方到达安全距离阈值时，无人机将闭锁上升方向的遥控指令，使得无人机无法上升，保证无人机图像采集设备处于安全距离之外，具体实施例如下:当GPS定位设备判断无人机图像采集设备位于220kV设备区时，在线设定安全距离为3.5米，当超声波测距设备测得无人机图像采集设备与上方物体距离小于3.5米时，防撞子系统闭锁无人机图像采集设备向上飞行，从而达到了无人机图像采集设备防撞的目的，同时发出上升方向距离不足的报警，及时提示工作人员进行方向的调整。
[0015]其中，所述的图像分析子系统又包括常规图像分析模块和保护压板自动核对模块，所述的常规图像分析模块用于变电站图像信息的常规编辑;所述的保护压板自动核对模块用于变电站保护压板的自动核对，如图4所示，所述的保护压板自动核对模块的工作流程包括以下步骤: 步骤1:远端计算机接收到从站端计算机处反馈回来的变电站继电保护压板图像信息后，通过图像识别技术，自动将压板投退图像信息转化为文字信息；
步骤2:将转化后的文字信息与调度控制中心下发的压板投退表进行比对，如果完全一致则记录当前时间，输出“核对一致”提示信息;如果存在不一致情况，则记录当前时间并自动存储不一致的压板图像，输出“核对不一致”提示信息，同时提示监控人员；
步骤3:监控人员打开存储不一致的压板图像信息，进行人工确认。
【主权项】
1.一种变电站智能远程遥视系统，其特征在于，由硬件系统和软件系统组成，所述的硬件系统包括远端计算机、站端计算机、无人机图像采集设备、遥控设备、监控设备，远端计算机、监控设备、遥控设备分别通过有线网络传输方式，连接站端计算机，遥控设备通过无线网络传输方式，连接无人机图像采集设备，其中，所述的无人机图像采集设备具有罩体(1)，罩体中央设有无人机(2)，无人机与罩体的中心轴滑动连接，无人机上安装有高清摄像头(5)、超声波测距设备(4)、GPS定位设备(3)以及云台控制设备(6);所述的软件系统包括应用于站端计算机的遥控子系统、图像分析子系统、图像存储子系统和应用于站端计算机、监控设备、遥控设备和无人机图像采集设备的图像传输子系统以及应用于无人机图像采集设备的防撞子系统、设备监测子系统； 远端计算机向站端计算机发送控制信息，并从站端计算机接收图像信息、设备信息，站端计算机上的遥控子系统根据远端计算机下发的控制信息并结合监控设备采集的监控图像信息，向遥控设备下发控制信息;遥控设备将控制信息下发到无人机图像采集设备，无人机图像采集设备的设备监测子系统监控无人机图像采集设备的设备信息，高清摄像头在云台控制设备的控制下获取现场的图像信息，无人机图像采集设备将设备信息和图像信息回传至遥控设备，进而反馈至站端计算机，供站端计算机的图像分析子系统和图像存储子系统使用；防撞子系统根据GPS定位设备获得的无人机图像采集设备的位置信息，在线设定图像采集设备的安全距离，并通过超声波测距设备获得无人机图像采集设备与周围环境的距离，保证无人机图像采集设备时刻处于安全距离之外，在无人机图像采集设备与飞行方向距离小于安全距离时，闭锁该方向的运动，同时发出此方向距离不足的报警，及时提示工作人员进行方向的调整。2.根据权利要求1所述的变电站智能远程遥视系统，其特征还在于，还设有无线充电设备。3.根据权利要求1所述的变电站智能远程遥视系统，其特征还在于，所述的遥控设备包括静止设备和可移动设备，静止设备经USB接口与站端计算机相连，接收站端计算机向遥控设备发送的控制信息;可移动设备搭载在无人机上，接收从遥控设备处传来的遥控指令。4.根据权利要求1所述的变电站智能远程遥视系统，其特征还在于，所述的图像分析子系统包括常规图像分析模块、保护压板自动核对模块。5.根据权利要求1所述的变电站智能远程遥视系统，其特征还在于，所述的罩体主体呈辊筒状，罩体两端为圆锥结构的架体。6.根据权利要求4所述的变电站智能远程遥视系统，其特征还在于，所述的保护压板自动核对模块的工作流程包括以下步骤: 步骤1:远端计算机接收到从站端机计算机处反馈回来的变电站继电保护压板图像信息后，通过图像识别技术，自动将压板投退图像信息转化为文字信息； 步骤2:将转化后的文字信息与调度控制中心下发的压板投退表进行比对，如果完全一致则记录当前时间，输出“核对一致”提示信息;如果存在不一致情况，则记录当前时间并自动存储不一致的压板图像，输出“核对不一致”提示信息，提示监控人员； 步骤3:监控人员打开存储不一致的压板图像信息，进行人工确认。
【文档编号】H04N7/18GK105828049SQ201610336487
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】肖笋, 李俊, 宋杨, 李伟, 韩晓, 路晓灿, 董扬
【申请人】国网山东省电力公司日照供电公司, 国家电网公司