CN111311884A - 基于内容检测的信号识别***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于内容检测的信号识别***，包括：移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；间隔检测设备，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；信号触发设备，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号。本发明还涉及一种基于内容检测的信号识别方法。本发明的基于内容检测的信号识别***及方法设计合理、运行稳定。由于能够对偏远地段的输电线路间距进行有效检测，从而实现对容易产生电力故障的过窄间距的预判和上报。

Description

基于内容检测的信号识别***及方法
技术领域
本发明涉及输电线路领域，尤其涉及一种基于内容检测的信号识别***及方法。
背景技术
输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。
架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。
目前广泛应用三相交流输电，频率为50赫(或60赫)。20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力***。
按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电。但由于直流输电的电压在当时技术条件下难于继续提高，以致输电能力和效益受到限制。19世纪末，直流输电逐步为交流输电所代替。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化社会的新时代20世纪60年代以来直流输电又有新发展，与交流输电相配合，组成交直流混合的电力***
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于内容检测的信号识别***及方法，能够在检测到现场存在间距较窄的两个并行线路时，及时通知电力管理部门的云服务器，从而执行相应的预警操作，避免出现后续的电力故障事件。
为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：
(1)对线路支架支撑的各个并行线路执行两两之间的间距检测，以在检测到较窄间距时及时通知电力管理部门的云服务器，以作为电力设备维护的参考数据；
(2)基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值，在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号。
根据本发明的一方面，提供了一种基于内容检测的信号识别***，所述***包括：
防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于内容检测的信号识别方法，所述方法包括：
使用防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
使用移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
使用自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
使用像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
使用数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
使用间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
使用信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
本发明的基于内容检测的信号识别***及方法设计合理、运行稳定。由于能够对偏远地段的输电线路间距进行有效检测，从而实现对容易产生电力故障的过窄间距的预判和上报。
具体实施方式
下面将对本发明的基于内容检测的信号识别***及方法的实施方案进行详细说明。
在数学和信号处理中，信号分析是没有负频率分量的复值函数。信号分析的实部和虚部是由希尔伯特变换相关联的实值函数。
实值函数的解析表示是信号分析，包含原始函数和它的希尔伯特变换。这种表示促进了许多数学变换的发展。基本的想法是，由于频谱的埃尔米特对称，实值函数的傅里叶变换的负频率成分是多余的。若是不介意处理复值函数的话，这些负频率分量可以丢弃而不损失信息。这使得函数的特定属性更易理解，并促进了调制和解调技术的衍生，如单边带。只要操作的函数没有负频率分量，从复数转换回实数就只需要丢弃虚部。解析表示是相量概念的一个推广：相量限制在时不变的幅度、相位和频率，信号分析允许有时变参数。
信号分析是将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。频谱分析主要分析信号是由哪些频率的正弦信号叠加得到的，以及这些正弦信号的振幅。
当前，在输电线路的维护和管理中，需要对两个线路之间的间距是否过窄进行检测，以防止后续产生的各种电力事故，维护现场电力设备的安全使用环境。然而，如果采用无人机或人力的监控模式，或者不够全面，或者耗费成本较高。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于内容检测的信号识别***及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于内容检测的信号识别***包括：
防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
接着，继续对本发明的基于内容检测的信号识别***的具体结构进行进一步的说明。
所述基于内容检测的信号识别***中：
基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数包括：噪声类型的数量越多，执行图像增强处理的次数越多。
所述基于内容检测的信号识别***中：
每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量为使用各个垂直像素行分别从所述两个线路图案中的一个线路图案到另一线路图案时所经过的像素点的数量。
所述基于内容检测的信号识别***中：
所述间隔检测设备被设置在集成电路板上，在所述集成电路板上靠近所述间隔检测设备的位置设置有电压转换设备。
在所述基于内容检测的信号识别***中还可以包括：
湿度测量设备，设置在所述间隔检测设备的外壳上，用于测量所述间隔检测设备的外壳位置上的湿度；
即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
根据本发明实施方案示出的基于内容检测的信号识别方法包括：
使用防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
使用移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
使用自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
使用像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
使用数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
使用间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
使用信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
接着，继续对本发明的基于内容检测的信号识别方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述基于内容检测的信号识别方法中：
基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数包括：噪声类型的数量越多，执行图像增强处理的次数越多。
所述基于内容检测的信号识别方法中：
每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量为使用各个垂直像素行分别从所述两个线路图案中的一个线路图案到另一线路图案时所经过的像素点的数量。
所述基于内容检测的信号识别方法中：
所述间隔检测设备被设置在集成电路板上，在所述集成电路板上靠近所述间隔检测设备的位置设置有电压转换设备。
所述基于内容检测的信号识别方法还可以包括：
使用湿度测量设备，设置在所述间隔检测设备的外壳上，用于测量所述间隔检测设备的外壳位置上的湿度；
使用即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
另外，所述间隔检测设备可以选型为非总线型单片机。
单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断***、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机***，在工业控制领域广泛应用。
总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行***器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的***器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于内容检测的信号识别***，其特征在于，所述***包括：
防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
2.如权利要求1所述的基于内容检测的信号识别***，其特征在于：
基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数包括：噪声类型的数量越多，执行图像增强处理的次数越多。
3.如权利要求2所述的基于内容检测的信号识别***，其特征在于：
每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量为使用各个垂直像素行分别从所述两个线路图案中的一个线路图案到另一线路图案时所经过的像素点的数量。
4.如权利要求3所述的基于内容检测的信号识别***，其特征在于：
所述间隔检测设备被设置在集成电路板上，在所述集成电路板上靠近所述间隔检测设备的位置设置有电压转换设备。
5.如权利要求4所述的基于内容检测的信号识别***，其特征在于，还包括：
湿度测量设备，设置在所述间隔检测设备的外壳上，用于测量所述间隔检测设备的外壳位置上的湿度；
即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
6.一种基于内容检测的信号识别方法，其特征在于，所述方法包括：
使用防爆摄像机构，设置在线路支架的上方，用于面对线路支架支撑的各个并行线路执行现场摄像操作，以获得并输出相应的现场摄像帧；
使用移动通信机构，设置在防爆摄像机构的左侧，用于通过网络向电力管理部门的云服务器发送相距过窄信号或距离安全信号；
使用自适应增强设备，与所述防爆摄像机构连接，用于接收所述现场摄像帧，并识别所述现场摄像帧中噪声类型的数量，并基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数，以获得多次增强图像；
使用像素辨识设备，与所述自适应增强设备连接，用于将所述多次增强图像中亮度值落在预设线路亮度分布范围内的各个像素点作为各个线路像素点输出；
使用数据拟合设备，与所述像素辨识设备连接，用于将各个线路像素点进行拟合，以获得多个线路图案，每一个线路图案对应一条线路；
使用间隔检测设备，与所述数据拟合设备连接，用于基于多个线路图案中每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量的均值作为间隔数值输出；
使用信号触发设备，与所述间隔检测设备连接，用于在多个线路图案中存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于预设数量阈值时，发出相距过窄信号；
其中，所述信号触发设备还用于在多个线路图案中不存在相邻两个线路图案对应的间隔数值小于所述预设数量阈值时，发出距离安全信号。
7.如权利要求6所述的基于内容检测的信号识别方法，其特征在于：
基于噪声类型的数量决定对所述现场摄像帧执行图像增强处理的次数包括：噪声类型的数量越多，执行图像增强处理的次数越多。
8.如权利要求7所述的基于内容检测的信号识别方法，其特征在于：
每相邻两个线路图案垂直方向相隔各个像素点数量为使用各个垂直像素行分别从所述两个线路图案中的一个线路图案到另一线路图案时所经过的像素点的数量。
9.如权利要求8所述的基于内容检测的信号识别方法，其特征在于：
所述间隔检测设备被设置在集成电路板上，在所述集成电路板上靠近所述间隔检测设备的位置设置有电压转换设备。
10.如权利要求9所述的基于内容检测的信号识别方法，其特征在于，还包括：
使用湿度测量设备，设置在所述间隔检测设备的外壳上，用于测量所述间隔检测设备的外壳位置上的湿度；
使用即时加湿设备，与所述湿度测量设备连接，用于基于接收到的湿度实现相应的加湿动作。
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