专利名称：一种输电线路物体检测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种物体检测系统及方法，尤其涉及一种输电线路物体检测系统及方法。
背景技术：
随着电力建设的迅速发展，电网规模的不断扩大，在复杂地形条件下建设的电网越来越多，输电线路具有分散性大、距离长、难以维护等特点。电力部门目前采用定期人工巡视或直升机巡视等手段，一般巡视周期为一个月，而在巡视期内线路及周边的环境情况是不得而知的，这就为输电线路的安全运行埋下了巨大的隐患。 目前，大多数的远程监控系统都仅实现对输电线路的监控，对于入侵检测、异物检测都没有成熟的技术。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种输电线路物体检测方法，它具有自动识别输电线路旁物体的优点。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种输电线路物体检测系统，它包括摄像机，摄像机通过RS485与视频服务器连接，视频服务器输出的视频送入图像采集板，图像采集板与上位机连接，上位机与基站连接，上位机与报警器连接，所述图像采集板还与DSP高速压缩电路和存储器连接，图像采集板在接收到上位机发来的控制命令，上传给视频服务器，视频服务器控制摄像机进行拍照，摄像机拍摄的图片经过视频服务器上传给图像采集板，图像采集板中的图像经DSP高速压缩电路将图像压缩与存储器中的基准图进行配准。—种基于输电线路物体检测系统的输电线路物体检测方法，具体步骤为步骤一读取原始背景图像，采用自适应背景混合高斯模型建模法创建初始混合高斯背景模型；步骤二 捕获视频帧，检测新的像素值与模板匹配情况，若部分匹配则修正高斯参数，若未匹配则建立另一个混合高斯背景模型；步骤三建立另一个混合高斯背景模型后，然后返回步骤二 ；步骤四生成背景图像；步骤五读取当前视频帧，利用背景差分方法对当前帧中的运动目标进行提取；步骤六利用卡尔曼滤波算法，精确提取划定监控区域内的运动目标；步骤七然后利用各物体的特征通过支持向量机的方法，建立各物体的模型以识别监控范围内运动物体的种类；步骤八若检测出有大型机械的施工活动进入监测区域，则启动报警器报警；当发现有人进入监测范围时，则对人进行进一步的识别、跟踪，依据其在监测范围内的运动时间确定其运动行为，判断是否有私挖光缆的行为，若是则上位机控制报警器报警。
所述步骤一中混合高斯背景模型建模原理为设每一个像素的灰度值用K个高斯分布描述，通常K值取3 5，K值的大小取决于计算机内存及对算法的速度要求，K值越大，处理灰度变化的能力越强，相应所需的处理时间也就越长，定义像素点灰度值用变量Xt表示，其概率密度函数用K个三维高斯函数表示
权利要求
1.ー种输电线路物体检测系统，其特征是，它包括摄像机，摄像机通过RS485与视频服务器连接，视频服务器输出的视频送入图像采集板，图像采集板与上位机连接，上位机与基站连接，上位机与报警器连接，所述图像采集板还与DSP高速压缩电路和存储器连接，图像采集板在接收到上位机发来的 控制命令，上传给视频服务器，视频服务器控制摄像机进行拍照，摄像机拍摄的图片经过视频服务器上传给图像采集板，图像采集板中的图像经DSP高速压缩电路将图像压缩与存储器中的基准图进行配准。
2.ー种基于输电线路物体检测系统的输电线路物体检测方法，其特征是，具体步骤为 步骤ー读取原始背景图像，生成背景； 步骤ニ 读取当前视频帧，利用背景差分方法对当前帧中的运动目标进行提取； 步骤三利用卡尔曼滤波算法，精确提取划定监控区域内的运动目标； 步骤四然后利用各物体的特征通过支持向量机的方法，建立各物体的模型以识别监控范围内运动物体的种类； 步骤五若检测出有大型机械的施工活动进入监测区域，则启动报警器报警；当发现有人进入监测范围时，则对人进行进一歩的识别、跟踪，依据其在监测范围内的运动时间确定其运动行为，判断是否有私挖光缆的行为，若是则上位机控制报警器报警。
3.如权利要求2所述ー种输电线路物体检测方法，其特征是，所述步骤一的具体步骤为 (1-1)读取原始背景图像，创建初始混合高斯背景模型； (1-2)捕获视频帧，检测新的像素值与模板匹配情況，若部分匹配则修正高斯參数，若未匹配则建立新模型； (1-3)求取新的混合高斯背景模型，然后返回步骤(1-2); (1-4)生成背景。
4.如权利要求I所述ー种输电线路物体检测方法，其特征是，所述步骤六的具体步骤为 (6-1)建立卡尔曼滤波器系统线性随机微分方程X (k) =A -X (k-1) +B -U (k) +ff(k)，卡尔曼滤波器系统的测量值z (k) =H；X(k)是k时刻的系统状态，U (k)是k时刻对系统的控制量，A和B是系统參数，Z (k)是k时刻的測量值，H是测量系统的參数，W(k)和V(k)分别表示过程和测量的噪声； (6-2)假设现在的系统状态是k，根据卡尔曼滤波器系统线性随机微分方程，利用上一帧状态而预测出现在的帧状态 X (k I k-1) =A X (k-11 k-1) +B U (k) (I) 其中，X(k I k-1)是利用上一帧状态预测的結果，X(k-11 k-1)是上ー帧状态最优的结果，U(k)为现在帧状态的控制量，如果没有控制量，它为0 ; (6-3)利用公式(2)对X(k|k-1)的协方差进行更新，P (k I k-1) =A P (k-11 k-1) At+Q (2)，P(k|k_l)是 X(k|k_l) 对应的协方差，P (k-11 k-1)是X(k_l|k_l)对应的协方差，At表不A的转置矩阵，Q是系统过程的协方差； (6-4)收集现在帧状态的测量值，结合帧状态预测值和测量值，得到现在帧状态的最优化估算值X (k I k) X (k I k) =X (k I k-1) +Kg (k) (Z (k) -H X (k | k-1)) (3)其中，Kg 为卡尔曼增益(Kalman Gain) ；Kg (k) =P (k | k-1) Ht/ (H P (k | k-1) HT+R)⑷; (6-5)不断更新 K 状态 X (k I k)的协方差P (k |k)= (I-Kg(k) H)P(k|k-l) (5) 其中I为I的矩阵，对于单模型单测量，I=I ;当系统进入k+1状态时，P (k I k)就是式子(2)的 P (k I k-1)。
全文摘要
本发明公开了一种输电线路物体检测系统，它包括摄像机，摄像机通过RS485与视频服务器连接，视频服务器输出的视频送入图像采集板，图像采集板与上位机连接，上位机与基站连接，上位机与报警器连接，所述图像采集板还与DSP高速压缩电路和存储器连接，图像采集板在接收到上位机发来的控制命令，上传给视频服务器，视频服务器控制摄像机进行拍照，摄像机拍摄的图片经过视频服务器上传给图像采集板，图像采集板中的图像经DSP高速压缩电路将图像压缩与存储器中的基准图进行配准，并公开了一种物体检测方法，利用本发明可以对入侵和异物进行检测，若发现异常物体则进行报警，以便工作人员采取有效的措施避免输电线路事故的发生，并将警报信息逐级上传。
文档编号G06K9/00GK102955940SQ201210494908
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者张国平, 张体领, 刘宗杰, 杨新, 郭成涛, 杨卫东, 颜丙旗, 郗骋 申请人:山东电力集团公司济宁供电公司, 国家电网公司