變電站智能遠程遙視系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于一種變電站智能遠程遙視系統(tǒng)。由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，所述的硬件系統(tǒng)包括遠端計算機、站端計算機、無人機圖像采集設(shè)備、遙控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，遠端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備分別通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接站端計算機，遙控設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接無人機圖像采集設(shè)備，所述的軟件系統(tǒng)包括應(yīng)用于站端計算機的遙控子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖像存儲子系統(tǒng)和應(yīng)用于站端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備和無人機圖像采集設(shè)備的圖像傳輸子系統(tǒng)以及應(yīng)用于無人機圖像采集設(shè)備的防撞子系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)。保證了圖像采集的精度，又實現(xiàn)了變電站圖像信息的全覆蓋。
【專利說明】
變電站智能遠程遙視系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于一種變電站智能遠程遙視系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站智能遠程遙視系統(tǒng)是應(yīng)用計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、視頻技術(shù)，將變電站視頻、圖像信息上傳至監(jiān)控端，實現(xiàn)變電站遠程監(jiān)控的綜合自動化系統(tǒng)，是繼變電站“四遙”技術(shù)(“遙信”、“遙測”、“遙控”、“遙調(diào)”)后的又一重要變電站自動化技術(shù)。
[0003]目前，各變電站監(jiān)控系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)的攝像頭固定安裝方式，直接限制了攝像頭的視野，變電站監(jiān)控存在視頻死角，無法做到變電站圖像信息的全覆蓋。另一方面，由于攝像頭固定安裝，無法最大程度的發(fā)揮攝像頭的調(diào)焦能力，導(dǎo)致攝像頭無法采集到足夠清晰的變電站細節(jié)信息，例如:繼電保護動作信息、保護壓板投退狀態(tài)等信息。
[0004]另外，現(xiàn)有變電站繼電保護壓板仍采用人工作業(yè)方式進行定期核對，調(diào)度自動化監(jiān)控系統(tǒng)對其仍處于監(jiān)控空白狀態(tài)。一方面人工定期核對的方式無法滿足繼電保護實時性的要求，一旦保護壓板誤投退，無法保證第一時間發(fā)現(xiàn)、更正，給繼電保護誤動和據(jù)動帶來了隱患；另一反面人工核對難以保證核對的準確率，增加了保護誤動和據(jù)動的概率。
[0005]此外，當(dāng)變電站發(fā)生事故時，調(diào)度值班員除需了解電網(wǎng)電氣量信息之外，還需了解變電站圖像等信息以便指導(dǎo)變電站事故處理，目前變電站詳細圖像信息的上傳仍采用運維人員在變電站現(xiàn)場向調(diào)度員電話匯報的形式，但隨著變電站無人值守的推進，運維人員駐地與變電站相距較遠，這種圖像上傳方式增加了人力、物力成本，且降低了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的即在于提供一種變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，將高清攝像頭搭載在無人機上，通過遠程遙控?zé)o人機，實現(xiàn)對變電站全站圖像信息的采集，以達到既可以保證圖像采集的精度，又可以實現(xiàn)變電站圖像信息的全覆蓋的目的。
[0007]本發(fā)明所提供的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征在于，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，所述的硬件系統(tǒng)包括遠端計算機、站端計算機、無人機圖像采集設(shè)備、遙控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，遠端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備分別通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接站端計算機，遙控設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接無人機圖像采集設(shè)備，其中，所述的無人機圖像采集設(shè)備具有罩體，罩體中央設(shè)有無人機，無人機與罩體的中心軸滑動連接，無人機上安裝有高清攝像頭、超聲波測距設(shè)備、GPS定位設(shè)備以及云臺控制設(shè)備，此外，本系統(tǒng)還設(shè)有無線充電設(shè)備，其中:
所述的高清攝像頭，用于變電站圖像的采集；
所述的遙控設(shè)備包括靜止設(shè)備和可移動設(shè)備，靜止設(shè)備經(jīng)USB接口與站端計算機相連，用于接收站端計算機向遙控設(shè)備發(fā)送的控制信息；可移動設(shè)備搭載在無人機上，用于接收從遙控設(shè)備處傳來的遙控指令，從而實現(xiàn)無線、長距離控制無人機的全方位飛行、變電站圖像的抓??； 所述的站端計算機用于實現(xiàn)人機交互、變電站圖像信息處理、分析、存儲以及無人機的駕駛；
所述的超聲波測距設(shè)備用于實時監(jiān)測無人機圖像采集設(shè)備與周圍環(huán)境的距離；
所述的GPS定位設(shè)備用于定位無人機圖像采集設(shè)備所處的變電站區(qū)域，為防撞子系統(tǒng)提供安全距離參數(shù)；
所述的云臺控制設(shè)備用于控制高清攝像頭的取景范圍，并使高清攝像頭實現(xiàn)自動對隹.V ?、、，
所述的無線充電設(shè)備用于在一定區(qū)域內(nèi)為無人機圖像采集設(shè)備無線充電；
所述的監(jiān)控設(shè)備用于監(jiān)視無人機的飛行狀態(tài)、周圍環(huán)境，為駕駛員提供飛行指導(dǎo)。
[0008]所述的軟件系統(tǒng)包括應(yīng)用于站端計算機的遙控子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖像存儲子系統(tǒng)、應(yīng)用于站端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備和無人機圖像采集設(shè)備的圖像傳輸子系統(tǒng)以及應(yīng)用于無人機圖像采集設(shè)備的防撞子系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)，其中，
所述的遙控子系統(tǒng)用于實現(xiàn)無人機的控制飛行、自動懸停、自動歸航；
所述的圖像傳輸子系統(tǒng)用于實現(xiàn)變電站圖像信息、控制信息、設(shè)備信息的傳輸；
所述的圖像分析子系統(tǒng)一方面通過人機界面展示拍攝的圖像信息，另一方面完成圖像識別等圖像分析功能，其包括常規(guī)圖像分析模塊和保護壓板自動核對模塊，常規(guī)圖像分析模塊用于變電站圖像信息的常規(guī)編輯;保護壓板自動核對模塊用于變電站保護壓板的自動核對；
所述的圖像存儲子系統(tǒng)用于存儲變電站的歷史圖像信息，便于查詢；
所述的防撞子系統(tǒng)通過GPS定位設(shè)備獲得無人機圖像采集設(shè)備所處變電站區(qū)域的位置信息，在線設(shè)定無人機圖像采集設(shè)備的安全距離，通過超聲波測距設(shè)備獲得圖像采集設(shè)備與周圍環(huán)境的距離，當(dāng)該距離小于安全距離時，閉鎖該方向的運動，保證無人機圖像采集設(shè)備不對變電站其它設(shè)備造成影響。
[0009]所述的設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)用于監(jiān)控?zé)o人機圖像采集設(shè)備的電量、運行狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明所提供的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)變電站視頻監(jiān)控布點多、成本高、且無法采集到變電站細節(jié)信息的弊端，具有覆蓋范圍廣、全、細的特點，能精確到變電站內(nèi)保護壓板投退狀態(tài)、保護動作信號等細節(jié)信息的實時監(jiān)視。此外，本發(fā)明利用圖像識別技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)采集到的保護壓板投退圖像信息，完成保護壓板的自動核對，消除了現(xiàn)有變電站壓板無法實時監(jiān)控的弊端，且本系統(tǒng)的使用，能夠?qū)崟r提供變電站事故信息和保護動作信息，便于事故的及時處理，具有節(jié)省人力、物力，提高工作效率和精準率的積極效果。
【附圖說明】
[0011]附圖部分公開了本發(fā)明具體實施例，其中，
圖1為本發(fā)明無人機圖像采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖；
圖4為本發(fā)明圖像分析子系統(tǒng)的保護壓板自動核對模塊工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的無人機圖像采集設(shè)備具有罩體I，罩體中央設(shè)有無人機2，罩體的中心軸穿過無人機，與無人機活動連接，罩體主體呈輥筒狀，罩體兩端為圓錐結(jié)構(gòu)的架體，有效防止無人機與周圍物體相撞以及無人機跌落損壞，從而保證了無人機能夠水平落地。無人機上安裝有高清攝像頭5、超聲波測距設(shè)備4、GPS定位設(shè)備3以及云臺控制設(shè)備6，其中，所述的高清攝像頭可以保證所采集圖像的清晰度，滿足圖像高精度的要求;所述的GPS定位設(shè)備可以采集無人機圖像采集設(shè)備的位置信息，將該信息傳送給防撞子系統(tǒng);所述的云臺控制設(shè)備能夠控制高清攝像頭的取景范圍，并使高清攝像頭實現(xiàn)自動對焦。
[0013]如圖2所示，本發(fā)明的硬件系統(tǒng)包括遠端計算機、站端計算機、無人機圖像采集設(shè)備、遙控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，站端計算機上安裝無人機遙控軟件，同時站端計算機與遙控設(shè)備通過USB接口相連接，所述的遙控設(shè)備通過無線方式連接無人機圖像采集設(shè)備。通過遠端計算機遠程登錄站端計算機，利用遠端計算機上安裝的遙控軟件，通過遙控設(shè)備實現(xiàn)無人機圖像采集設(shè)備的遠程遙控。搭載在無人機2上的高清攝像頭5將拍攝的圖像信息無線回傳至遙控設(shè)備，遙控設(shè)備上傳至站端計算機。通過監(jiān)控設(shè)備設(shè)置的固定攝像頭，能夠?qū)崟r捕捉無人機圖像采集設(shè)備的飛行圖像信息，從而監(jiān)視無人機圖像采集設(shè)備的飛行狀態(tài)和周圍環(huán)境，為無人機圖像采集設(shè)備的駕駛提供必要的參數(shù)依據(jù)。此外，本系統(tǒng)還設(shè)有無線充電設(shè)備，當(dāng)無人機圖像采集設(shè)備到達無線充電設(shè)備的充電區(qū)域內(nèi)，無線充電設(shè)備可以自動向無人機圖像采集設(shè)備充電。
[0014]本發(fā)明的軟件系統(tǒng)包括應(yīng)用于站端計算機的遙控子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖像存儲子系統(tǒng)、應(yīng)用于站端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備和無人機圖像采集設(shè)備的圖像傳輸子系統(tǒng)以及應(yīng)用于無人機圖像采集設(shè)備的防撞子系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)，如圖3所示，本發(fā)明的工作原理如下:遠端計算機向站端計算機發(fā)送控制信息，并從站端計算機接收圖像信息、設(shè)備信息，站端計算機上的遙控子系統(tǒng)，根據(jù)遠端計算機下發(fā)的控制信息并結(jié)合監(jiān)控設(shè)備采集的監(jiān)控圖像信息，向遙控設(shè)備下發(fā)控制信息;遙控設(shè)備將控制信息下發(fā)到無人機圖像采集設(shè)備，無人機圖像采集設(shè)備的設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)控?zé)o人機圖像采集設(shè)備的設(shè)備信息，高清攝像頭在云臺控制設(shè)備的控制下獲取現(xiàn)場的圖像信息，無人機圖像采集設(shè)備將設(shè)備信息和圖像信息回傳至遙控設(shè)備，進而反饋至站端計算機，供站端計算機的圖像分析子系統(tǒng)和圖像存儲子系統(tǒng)使用；防撞子系統(tǒng)通過GPS定位設(shè)備獲得無人機圖像采集設(shè)備所處變電站區(qū)域的位置信息，在線設(shè)定無人機圖像采集設(shè)備的安全距離;通過超聲波測距設(shè)備獲得圖像采集設(shè)備與周圍環(huán)境的距離，當(dāng)該距離小于安全距離時，閉鎖該方向的運動。例如，當(dāng)無人機圖像采集設(shè)備上方到達安全距離閾值時，無人機將閉鎖上升方向的遙控指令，使得無人機無法上升，保證無人機圖像采集設(shè)備處于安全距離之外，具體實施例如下:當(dāng)GPS定位設(shè)備判斷無人機圖像采集設(shè)備位于220kV設(shè)備區(qū)時，在線設(shè)定安全距離為3.5米，當(dāng)超聲波測距設(shè)備測得無人機圖像采集設(shè)備與上方物體距離小于3.5米時，防撞子系統(tǒng)閉鎖無人機圖像采集設(shè)備向上飛行，從而達到了無人機圖像采集設(shè)備防撞的目的，同時發(fā)出上升方向距離不足的報警，及時提示工作人員進行方向的調(diào)整。
[0015]其中，所述的圖像分析子系統(tǒng)又包括常規(guī)圖像分析模塊和保護壓板自動核對模塊，所述的常規(guī)圖像分析模塊用于變電站圖像信息的常規(guī)編輯;所述的保護壓板自動核對模塊用于變電站保護壓板的自動核對，如圖4所示，所述的保護壓板自動核對模塊的工作流程包括以下步驟: 步驟1:遠端計算機接收到從站端計算機處反饋回來的變電站繼電保護壓板圖像信息后，通過圖像識別技術(shù)，自動將壓板投退圖像信息轉(zhuǎn)化為文字信息；
步驟2:將轉(zhuǎn)化后的文字信息與調(diào)度控制中心下發(fā)的壓板投退表進行比對，如果完全一致則記錄當(dāng)前時間，輸出“核對一致”提示信息;如果存在不一致情況，則記錄當(dāng)前時間并自動存儲不一致的壓板圖像，輸出“核對不一致”提示信息，同時提示監(jiān)控人員；
步驟3:監(jiān)控人員打開存儲不一致的壓板圖像信息，進行人工確認。
【主權(quán)項】
1.一種變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征在于，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，所述的硬件系統(tǒng)包括遠端計算機、站端計算機、無人機圖像采集設(shè)備、遙控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備，遠端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備分別通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接站端計算機，遙控設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，連接無人機圖像采集設(shè)備，其中，所述的無人機圖像采集設(shè)備具有罩體(1)，罩體中央設(shè)有無人機(2)，無人機與罩體的中心軸滑動連接，無人機上安裝有高清攝像頭(5)、超聲波測距設(shè)備(4)、GPS定位設(shè)備(3)以及云臺控制設(shè)備(6);所述的軟件系統(tǒng)包括應(yīng)用于站端計算機的遙控子系統(tǒng)、圖像分析子系統(tǒng)、圖像存儲子系統(tǒng)和應(yīng)用于站端計算機、監(jiān)控設(shè)備、遙控設(shè)備和無人機圖像采集設(shè)備的圖像傳輸子系統(tǒng)以及應(yīng)用于無人機圖像采集設(shè)備的防撞子系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)； 遠端計算機向站端計算機發(fā)送控制信息，并從站端計算機接收圖像信息、設(shè)備信息，站端計算機上的遙控子系統(tǒng)根據(jù)遠端計算機下發(fā)的控制信息并結(jié)合監(jiān)控設(shè)備采集的監(jiān)控圖像信息，向遙控設(shè)備下發(fā)控制信息;遙控設(shè)備將控制信息下發(fā)到無人機圖像采集設(shè)備，無人機圖像采集設(shè)備的設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)控?zé)o人機圖像采集設(shè)備的設(shè)備信息，高清攝像頭在云臺控制設(shè)備的控制下獲取現(xiàn)場的圖像信息，無人機圖像采集設(shè)備將設(shè)備信息和圖像信息回傳至遙控設(shè)備，進而反饋至站端計算機，供站端計算機的圖像分析子系統(tǒng)和圖像存儲子系統(tǒng)使用；防撞子系統(tǒng)根據(jù)GPS定位設(shè)備獲得的無人機圖像采集設(shè)備的位置信息，在線設(shè)定圖像采集設(shè)備的安全距離，并通過超聲波測距設(shè)備獲得無人機圖像采集設(shè)備與周圍環(huán)境的距離，保證無人機圖像采集設(shè)備時刻處于安全距離之外，在無人機圖像采集設(shè)備與飛行方向距離小于安全距離時，閉鎖該方向的運動，同時發(fā)出此方向距離不足的報警，及時提示工作人員進行方向的調(diào)整。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征還在于，還設(shè)有無線充電設(shè)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征還在于，所述的遙控設(shè)備包括靜止設(shè)備和可移動設(shè)備，靜止設(shè)備經(jīng)USB接口與站端計算機相連，接收站端計算機向遙控設(shè)備發(fā)送的控制信息;可移動設(shè)備搭載在無人機上，接收從遙控設(shè)備處傳來的遙控指令。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征還在于，所述的圖像分析子系統(tǒng)包括常規(guī)圖像分析模塊、保護壓板自動核對模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征還在于，所述的罩體主體呈輥筒狀，罩體兩端為圓錐結(jié)構(gòu)的架體。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站智能遠程遙視系統(tǒng)，其特征還在于，所述的保護壓板自動核對模塊的工作流程包括以下步驟: 步驟1:遠端計算機接收到從站端機計算機處反饋回來的變電站繼電保護壓板圖像信息后，通過圖像識別技術(shù)，自動將壓板投退圖像信息轉(zhuǎn)化為文字信息； 步驟2:將轉(zhuǎn)化后的文字信息與調(diào)度控制中心下發(fā)的壓板投退表進行比對，如果完全一致則記錄當(dāng)前時間，輸出“核對一致”提示信息;如果存在不一致情況，則記錄當(dāng)前時間并自動存儲不一致的壓板圖像，輸出“核對不一致”提示信息，提示監(jiān)控人員； 步驟3:監(jiān)控人員打開存儲不一致的壓板圖像信息，進行人工確認。
【文檔編號】H04N7/18GK105828049SQ201610336487
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】肖筍, 李俊, 宋楊, 李偉, 韓曉, 路曉燦, 董揚
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司, 國家電網(wǎng)公司