(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211114203.4 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 中国测绘科 学研究院 地址 100039 北京市海淀区莲 花池西路28 号 申请人 中国电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 李永荣　杨洋　刘正军　陈一铭　 苏国中　张庚　吕晓炜　宋江　 (74)专利代理 机构 北京凯特来知识产权代理有 限公司 1 1260 专利代理师 郑立明　赵镇勇 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/254(2017.01)G06V 20/40(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06N 20/00(2019.01) H04N 7/18(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种非接触高压分合电闸视频监测的三维 角度标定系统 (57)摘要 本发明公开了一种非接触高压分合电闸视 频监测的三维角度标定系统， 包括摄像头， 通过 摄像头获取视频流， 在视频帧基础上进一步进行 图像差分检测， 并运用视频帧差方法计算出变化 区域的位置和电闸臂夹角。 可以非接触方式运用 视频流帧差分方法， 包括变化区域的边界搜索和 帧差图像重心坐标计算、 帧图像 之间的几何配置 和校正技术、 单杆双目相机检校场标定和12 个外 参数解算、 现场变电站电闸臂运动状态预学习和 电闸臂分合标准数据的采集和解算、 对预置点位 的监测目标的运动状态实时监测， 能够满足对高 压电闸开关的工作状态的监测需求。 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 CN 115526939 A 2022.12.27 CN 115526939 A 1.一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 其特 征在于， 包括摄 像头； 通过所述摄像头获取视频流， 在视频帧基础上进一步进行通用背景图像差分检测， 根 据检测结果计算出现场高压电闸分合闸的运动区域的位置， 并进一步标定出现场高压电闸 分合电闸的三维角度； 再运用检校场标定好的单杆双目相机对现场高压电闸分合闸的夹角进行二次标定和 解算。 2.根据权利要求1所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 其特征 在于， 用非接触式的高压分合电闸两个机械臂直接的运行状态实时监测， 在同一个视频点 对多个预置点位电闸进行循环监测， 降低用户的设备成本和电脑的计算成本， 提高设备利 用效率。 3.根据权利要求2所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 其特征 在于， 所述摄像头采用可调焦镜头的视频流实现对不同远近的监测目标实现监测， 适用于 室内和室外场景。 4.根据权利要求3所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 其特征 在于， 具体包括 步骤： 首先， 使用 在检校场对单杆双目相机进行标定， 包括双相机的径向畸变和切向畸变系 数， 像素非正方形改正系数， 同时对单杆双目的像对的相对外方位元素进 行标定和反算， 将 该过程称为 一次标定； 然后， 在利用变电站安装的摄像头对分合开关的完整过程进行摄像， 对获取的视频中 完整的开关过程进行机器学习； 之后， 利用单杆双目相机对开关过程的每一个位置进行三维空间坐标点计算和角度计 算， 将该过程称为 二次现场标定； 将二次现场标定的数据作为真实标准参数， 用于后期 实际使用中分合开关的实时在线 监测参考依据， 如有中间停顿或分合角度过小的异常情况马上启动图像和声音报警， 避免 危险发生。 5.根据权利要求4所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 其特征 在于， 该系统适用于在一个变电站对过 的分合开关监测， 类似于监测目标在常规状态下 的 非接触基于图像视频的监测； 同时适用于室内和室外场景 下的动态监测。 6.根据权利要求1至5任一项所述的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系 统， 其特征在于， 该系统对场景的光学明暗不敏感， 在视觉图像可见 的情况下， 能达到同等 效果。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115526939 A 2一种非接 触高压分合电闸视频 监测的三维角度标定系统 技术领域 [0001]本发明涉及 一种电力领域高压变电站监测技术， 尤其涉及一种非接触高压分合电 闸视频监测的三维角度标定系统。 背景技术 [0002]长期以来， 变电站高压电闸的开关状态对用户的正常用电至关重要。 为此， 电力公 司常采用定期检修， 将高压电源断路器停 运， 用离线 方法对其机械特性进 行检测， 从而增加 了运维成本， 影响了电网的供电可靠性。 [0003]随着人们对供电质量要求日益提升， 电力生产对高压电源断路器机械特性在线检 测装置的需求也更加迫切， 现有的高压电源断路器机械特性检测更多的是在设计安装初期 在上面安装了探测器， 用来报告高压电闸的机 械工作状态。 [0004]这种探测器的模式有个缺点就是在出现误报等情况下， 不能用可视化的方式将问 题展现出来， 只能由人员到现场排查， 这就无形中增加了工作量， 况且这种传感器数量庞 大， 让工作人员逐个 检查效率和安全性方面会带来极大的不便 。 [0005]有鉴于此， 特提出本发明。 发明内容 [0006]本发明的目的是提供了一种非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 以解决现有技 术中存在的上述 技术问题。 [0007]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的： [0008]本发明的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统， 包括摄 像头； [0009]通过所述摄像头获取视频流， 在视频帧基础上进一步进行通用背景图像差分检 测， 根据检测结果计算出现场高压电闸分合闸的运动区域的位置， 并进一步标定出现场高 压电闸分合电闸的三维角度； [0010]再运用检校场标定好的单杆双目相机对现场高压电闸分合闸的夹角进行二次标 定和解算。 [0011]与现有技术相比， 本发明所提供的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定 系统， 能实现近景视频实时监测变电站高压电闸的开合监测的三维角度， 能够在高压变电 站能够在通电状态下， 继续对高压电闸的工作状态进行在线实时监测的需求， 避免在高压 带电情况下人工现场去排查是机械故障还是电子传感器故障。 非接触式监测、 方法巧妙、 成 本低、 实时性高、 能够从二 维图像上获取变电站分合开关的三维空间角度， 依据这个角度判 读电闸分合是否正常， 很好的满足对变电站高压开关的实时、 高精度在线监测需求。 附图说明 [0012]图1为本发明实施例提供的非接触高压分合电闸视频监测的三维角度标定系统结 构示意图；说　明　书 1/8 页 3 CN 115526939 A 3