一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏及监控方法与流程

技术特征：
1.一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏，其特征是包括若干云台摄像机(1)，工作区域(2)，图像分析服务器(3)，交换机(4)；若干云台摄像机(1)布置在工作区域(2)周围，若干云台摄像机(1)通过交换机(4)与图像分析服务器(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏，其特征是所述云台摄像机(1)的数量≥2个。3.利用如权利要求1所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏进行监控的方法，其特征是该方法包括如下步骤：1、建立变电站三维模型；2、建立通讯网络将云台摄像机的摄像机视频或图像传输到图像分析服务器；3、根据实际变电站工作需要在变电站三维模型中设置电子围栏空间位置，结合变电站三维模型确定安全工作区域，并调用对应云台摄像机进行实时图像采集和分析，通过位置计算识别工作区域内的人员或设备，对离开安全工作区域的行为进行告警。4.根据权利要求3所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述通过位置计算识别工作区域内的人员和设备，对离开安全工作区域的行为进行告警，具体包括如下步骤：1、确定云台摄像机的二维空间坐标；每台云台摄像机的二维空间坐标表示为a
i
(x
i
，y
i
，z
i
)，i＝1、2、3
……
n，n≥2，n表示所使用的云台摄像机的数量；2、通过变电站三维模型，确定变电站内监视区域；3、通过变电站带电体的空间位置，确定安全区域(ω
01
)；4、根据现场工作实际情况，手动设置安全围栏，划定工作区域(ω
02
)；5、计算安全区域(ω
01
)和工作区域(ω
02
)的公共部分为安全工作区域(ω0)；6、通过工作区域周围设置的云台摄像机每隔一定时间对监视区域进行一次图像采集获得采集图像；7、识别采集图像中的工作人员或工作设备，作为识别目标人(p)；8、通过调整云台摄像机方位，将识别目标人(p)置于画面中央，通过临近m个云台摄像机方位参数获得识别目标人(p)相对云台摄像机的方位角m≤n；其中，θ
i
表示第i个云台摄像机至识别目标人(p)的连线与z轴的夹角，表示第i个云台摄像机至识别目标人(p)的连线在xoy平面上的投影与x轴的夹角；9、在xoy平面上，根据云台摄像机的二维空间坐标和识别目标人(p)相对第i个云台摄像机的球坐标方位角计算出识别目标人(p)的(x，y)坐标；10、在xoz平面上，根据云台摄像机的二维空间坐标和识别目标人(p)相对第i个云台摄像机的球坐标方位角计算出识别目标人(p)的z坐标；11、对比计算识别目标人(p)的空间坐标(x，y，z)和安全工作区域(ω0)的空间位置关系，若空间坐标(x，y，z)包含于安全工作区域(ω0)内则判断为安全，系统不发出告警；若空间坐标(x，y，z)不包含于(ω0)内则判断为危险，系统发出人员离开安全区域告警。5.根据权利要求4所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述在xoy平面上，根据云台摄像机的二维空间坐标和识别目标人(p)相对第i个云台摄像机的球坐标方位角计算出识别目标人(p)的(x，y)坐标，具体包括以下步骤：
1)将云台摄像机每两个分成一组、两两组合，共形成c
m2
组，c
m2
为从m个样本中抽取2个的组合数；每组中两个云台摄像机在xoy平面的二维空间坐标分别表示为(x
i1
，y
i1
)和(x
i2
，y
i2
)，i1、i2为i取值范围内不相等的任意数，i＝1、2、3
……
n，n≥2，且i是临近的m个摄像机编号中的数，n表示所使用的云台摄像机的总数量，m是临近摄像机的总数量；2)在xoy平面上，根据每组中两个云台摄像机的二维空间坐标(x
i1
，y
i1
)(x
i2
，y
i2
)和识别目标人(p)相对每组中两个云台摄像机的方位角计算出识别目标人(p)的(x
i1，i2
，y
i1，i2
)坐标，i1、i2为i取值范围内不相等的任意数；3)将通过不同组云台摄像机求出的识别目标人(p)的(x
i1，i2
，y
i1，i2
)坐标进行两两组合求出识别目标人(p)的最终(x，y)坐标。6.根据权利要求5所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述根据每组中两个云台摄像机的二维空间坐标(x
i1
，y
i1
)(x
i2
，y
i2
)和识别目标人(p)相对每组中两个云台摄像机的方位角计算出识别目标人(p)的(x
i1，i2
，y
i1，i2
)坐标，具体如下：坐标，具体如下：7.根据权利要求5所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述求出识别目标人(p)的最终(x，y)坐标，具体为通过将所有云台摄像机两两组合计算的(x
i1，i2
，y
i1，i2
)坐标进行求平均值，即：)坐标进行求平均值，即：c
m2
为从m个样本中抽取2个的组合数。8.根据权利要求4所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述在xoz平面上，根据云台摄像机的二维空间坐标和识别目标人(p)相对第i个云台摄像机的球坐标方位角计算出识别目标人(p)的z坐标，具体包括以下步骤：1)将云台摄像机每两个分成一组、两两组合，共形成c
m2
组，c
m2
为从m个样本中抽取2个的组合数；每组中两个云台摄像机在xoz平面的二维空间坐标分别表示为(x
i1
，z
i1
)和(x
i2
，z
i2
)，i1、i2为i取值范围内不相等的任意数，i＝1、2、3
……
n，n≥2，且i是临近的m个摄像机编号中的数，n表示所使用的云台摄像机的总数量，m是临近摄像机的总数量；2)在xoz平面上，根据每组中两个云台摄像机的二维空间坐标(x
i1
，z
i1
)(x
i2
，z
i2
)和识别目标人(p)相对每组中两个云台摄像机的方位角计算出识别目标人(p)的z
i1，i2
坐标，i1、i2为i取值范围内不相等的任意数；3)将通过不同组云台摄像机求出的识别目标人(p)的z
i1，i2
坐标进行两两组合求出识别目标人(p)的最终z坐标。
9.根据权利要求8所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述根据每组中两个云台摄像机的二维空间坐标(x
i1
，z
i1
)(x
i2
，z
i2
)和识别目标人(p)相对每组中两个云台摄像机的方位角计算出识别目标人(p)的z
i1，i2
坐标，具体如下：式中，α
i
为确定的方位角在xoz平面上的投影与x轴的夹角，具体为：10.根据权利要求8所述的一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，其特征是所述求出识别目标人(p)的最终z坐标，具体为通过将所有云台摄像机两两组合计算的z
i1，i2
坐标进行求平均值，即：

技术总结
本发明提出一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏，其结构包括若干云台摄像机，工作区域，图像分析服务器，交换机；若干云台摄像机布置在工作区域周围，若干云台摄像机通过交换机与图像分析服务器连接。一种基于实景三维模型的变电站电子安全围栏监控方法，该方法包括如下步骤：1、建立变电站三维模型；2、建立通讯网络将云台摄像机的摄像机视频或图像传输到图像分析服务器；3、根据实际变电站工作需要在变电站三维模型中设置电子围栏空间位置，结合变电站三维模型确定安全工作区域，并调用对应云台摄像机进行实时图像采集和分析，通过位置计算识别工作区域内的人员和设备，对离开安全工作区域的行为进行告警。安全工作区域的行为进行告警。安全工作区域的行为进行告警。


技术研发人员：褚国伟 何佳熹 陈浩 马剑勋 张关应 束云豪 刘泽 王艺钢 蒋君 于乔乔
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/10/19