振动载荷过量判断平台的制作方法

1.本发明涉及布线绝缘子监控领域，尤其涉及一种振动载荷过量判断平台。


背景技术：

2.绝缘子按安装方式不同，可分为悬式绝缘子和支柱绝缘子；按照使用的绝缘材料的不同，可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子(也称合成绝缘子)；按照使用电压等级不同，可分为低压绝缘子和高压绝缘子；按照使用的环境条件的不同，派生出污秽地区使用的耐污绝缘子；按照使用电压种类不同，派生出直流绝缘子；尚有各种特殊用途的绝缘子，如绝缘横担、半导体釉绝缘子和配电用的拉紧绝缘子、线轴绝缘子和布线绝缘子等。
3.目前，每一个布线绝缘子具有设定的最大承载负荷，当其附近的导线振动幅度过大，给出的振动载荷超过所述布线绝缘子的最大承载负荷时，所述布线绝缘子具有被损坏的风险，因此，需要一种智能化检测机制，对每一个布线绝缘子承受的导线振动载荷进行估算，从而保证布线绝缘子的设备安全。


技术实现要素：

4.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种振动载荷过量判断平台，能够采用智能化的检测模式对预设时长范围内布线绝缘子附近导线的视觉分布范围进行检测，继而判断出对应的导线振动幅度以及布线绝缘子当前承载的振动载荷，从而为布线绝缘子的安全管理提供可靠数据。
5.为此，本发明至少需要具备以下三处重要的发明点：
6.(1)引用包括第一映射设备、第二映射设备、第三映射设备、导线识别机构、分布判断机构和比例解析机构的定制分析机制对布线绝缘子附近导线的振动幅度执行视觉化检测；
7.(2)基于对布线绝缘子附近导线的振动幅度的视觉化检测结果对布线绝缘子当前承载的振动载荷是否过量进行智能化判断；
8.(3)具体的智能化判断模式中，将分时采集的布线绝缘子附近导线的各个导线成像区域进行叠加以获得叠加处理区域，并累计所述叠加处理区域的像素点的总数以作为第一参考数量，将现场处理图像的水平分辨率和垂直分辨率的乘积以作为第二参考数量，将所述第一参考数量除以所述第二参考数量以获得振动参考比例，确定与所述振动参考比例成单调正相关关系的估算振动载荷，并在所述估算振动载荷大于等于布线绝缘子的最大承载负荷时，发出振动过量指令。
9.根据本发明的一方面，提供了一种振动载荷过量判断平台，所述平台包括：
10.视觉录影机构，设置在作为布线绝缘子的布线目标的导线的下方，用于采用俯拍视角模式对所述导线执行录影操作以获得各个拍摄时刻分别对应的各个采集图像帧，所述各个拍摄时刻为均匀时间间隔且占据时间长度为固定时间长度；
11.在所述视觉录影机构中，所述各个拍摄时刻分别对应的各个采集图像帧中包括当
前拍摄时刻对应的当前采集图像帧；
12.第一映射设备，设置在所述视觉录影机构所在的控制盒的盒体内部，与所述视觉录影机构连接，用于对接收到的当前采集图像帧执行组合滤波处理，以获得第一映射图像；
13.第二映射设备，与所述第一映射设备连接，用于对接收到的第一映射图像执行背景虚化处理，以获得第二映射图像；
14.第三映射设备，与所述第二映射设备连接，用于对接收到的第二映射图像执行根据空域微分模式的图像数据锐化处理，以获得对应的第三映射图像；
15.导线识别机构，与所述第三映射设备连接，用于基于导线漆皮的颜色成像特征识别所述第三映射图像中的导线成像区域，所述导线识别机构还用于输出与各个拍摄时刻分别对应的各个导线成像区域；
16.分布判断机构，与所述导线识别机构连接，用于将所述各个导线成像区域进行叠加以获得叠加处理区域，并累计所述叠加处理区域的像素点的总数以作为第一参考数量；
17.比例解析机构，与所述分布判断机构连接，用于获取所述第三映射图像的水平分辨率和垂直分辨率的乘积以作为第二参考数量，将所述第一参考数量除以所述第二参考数量以获得振动参考比例；
18.载荷提取机构，与所述比例解析机构连接，用于确定与所述振动参考比例成单调正相关关系的估算振动载荷，并在所述估算振动载荷大于等于布线绝缘子的最大承载负荷时，发出振动过量指令；
19.其中，基于导线漆皮的颜色成像特征识别所述第三映射图像中的导线成像区域包括：将所述第三映射图像中颜色分量与导线漆皮的颜色成像特征匹配的像素点作为所述第三映射图像中的导线成像区域的构成像素点。
20.根据本发明的另一方面，还提供了一种振动载荷过量判断方法，所述方法包括使用一种如上述的振动载荷过量判断平台，用于基于布线绝缘子附近导线的视觉化分析结果判断布线绝缘子当前承载的振动载荷是否过量。
21.本发明的振动载荷过量判断平台运行智能、安全可靠。由于能够采用智能化的检测模式对预设时长范围内布线绝缘子附近导线的视觉分布范围进行检测，继而判断出对应的导线振动幅度以及布线绝缘子当前承载的振动载荷，从而保证了布线绝缘子的安全运行。
具体实施方式
22.下面将对本发明的振动载荷过量判断平台的实施方案进行详细说明。
23.在中国，国内已有近200多家线路绝缘子制造企业，其中具有一定生产规模的企业约40家左右。世界上已有一百多个国家采用钢化玻璃绝缘子，数量超过了2亿片。由于电网建设加快，相比瓷绝缘子，中国国内玻璃绝缘子的发展更为迅猛，其市场供不应求，不断吸引着其他企业竞相踏入这一领域。
24.近几年来，随着各国电力工业发展迅速，发电机装机容量逐年增加。例如，在中国，据统计，2020年发电装机容量为19.62亿千瓦，同比增长10.08％。绝缘子避雷器作为输变电设备不可缺少的组成部分，与电力工业的发展密不可分。
25.电力工业是绝缘子避雷器产品最为主要的应用市场，现阶段的许多电力工程，例
如城乡电网的建设和改造、电气化铁路建设工程以及特高压产品市场的启动不仅为绝缘子避雷器行业的发展提供了广阔的市场空间，同时也对行业产品市场提出了新的要求。
26.目前，每一个布线绝缘子具有设定的最大承载负荷，当其附近的导线振动幅度过大，给出的振动载荷超过所述布线绝缘子的最大承载负荷时，所述布线绝缘子具有被损坏的风险，因此，需要一种智能化检测机制，对每一个布线绝缘子承受的导线振动载荷进行估算，从而保证布线绝缘子的设备安全。
27.为了克服上述不足，本发明搭建了一种振动载荷过量判断平台，能够有效解决相应的技术问题。
28.根据本发明实施方案示出的振动载荷过量判断平台包括：
29.视觉录影机构，设置在作为布线绝缘子的布线目标的导线的下方，用于采用俯拍视角模式对所述导线执行录影操作以获得各个拍摄时刻分别对应的各个采集图像帧，所述各个拍摄时刻为均匀时间间隔且占据时间长度为固定时间长度；
30.在所述视觉录影机构中，所述各个拍摄时刻分别对应的各个采集图像帧中包括当前拍摄时刻对应的当前采集图像帧；
31.第一映射设备，设置在所述视觉录影机构所在的控制盒的盒体内部，与所述视觉录影机构连接，用于对接收到的当前采集图像帧执行组合滤波处理，以获得第一映射图像；
32.第二映射设备，与所述第一映射设备连接，用于对接收到的第一映射图像执行背景虚化处理，以获得第二映射图像；
33.第三映射设备，与所述第二映射设备连接，用于对接收到的第二映射图像执行根据空域微分模式的图像数据锐化处理，以获得对应的第三映射图像；
34.导线识别机构，与所述第三映射设备连接，用于基于导线漆皮的颜色成像特征识别所述第三映射图像中的导线成像区域，所述导线识别机构还用于输出与各个拍摄时刻分别对应的各个导线成像区域；
35.分布判断机构，与所述导线识别机构连接，用于将所述各个导线成像区域进行叠加以获得叠加处理区域，并累计所述叠加处理区域的像素点的总数以作为第一参考数量；
36.比例解析机构，与所述分布判断机构连接，用于获取所述第三映射图像的水平分辨率和垂直分辨率的乘积以作为第二参考数量，将所述第一参考数量除以所述第二参考数量以获得振动参考比例；
37.载荷提取机构，与所述比例解析机构连接，用于确定与所述振动参考比例成单调正相关关系的估算振动载荷，并在所述估算振动载荷大于等于布线绝缘子的最大承载负荷时，发出振动过量指令；
38.其中，基于导线漆皮的颜色成像特征识别所述第三映射图像中的导线成像区域包括：将所述第三映射图像中颜色分量与导线漆皮的颜色成像特征匹配的像素点作为所述第三映射图像中的导线成像区域的构成像素点。
39.接着，继续对本发明的振动载荷过量判断平台的具体结构进行进一步的说明。
40.所述振动载荷过量判断平台中：
41.所述载荷提取机构还用于在所述估算振动载荷小于等于所述布线绝缘子的最大承载负荷时，发出振动可靠指令。
42.所述振动载荷过量判断平台中还可以包括：
43.信号存储芯片，与所述载荷提取机构连接，用于预先存储所述布线绝缘子的最大承载负荷。
44.所述振动载荷过量判断平台中：
45.所述第一映射设备、所述第二映射设备、所述第三映射设备、所述导线识别机构、所述分布判断机构和所述比例解析机构都设置在所述视觉录影机构所在的控制盒的盒体内部的同一柔性电路板上。
46.所述振动载荷过量判断平台中：
47.所述第二映射设备包括信号输入子设备、背景检测子设备、区域虚化子设备和信号输出子设备。
48.所述振动载荷过量判断平台中：
49.在所述第二映射设备中，所述背景检测子设备分别与所述信号输入子设备和所述区域虚化子设备连接；
50.其中，在所述第二映射设备中，所述区域虚化子设备分别与所述背景检测子设备和信号输出子设备连接。
51.所述振动载荷过量判断平台中：
52.所述信号输入子设备与所述第一映射设备连接，用于接收所述第一映射图像，所述背景检测子设备与所述信号输入子设备连接，用于检测所述第一映射图像中的背景区域和前景区域，所述背景区域和所述前景区域构成所述第一映射图像。
53.所述振动载荷过量判断平台中：
54.所述区域虚化子设备与所述背景检测子设备连接，用于对所述第一映射图像中的背景区域执行虚化处理，以获得所述第一映射图像对应的虚化处理图像。
55.所述振动载荷过量判断平台中：
56.所述信号输出子设备与所述背景检测子设备连接，用于接收所述虚化处理图像，并将所述虚化处理图像作为所述第三映射图像输出；
57.其中，所述第三映射设备与所述信号输出子设备连接，用于接收所述第三映射图像。
58.同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种振动载荷过量判断方法，所述方法包括使用一种如上述的振动载荷过量判断平台，用于基于布线绝缘子附近导线的视觉化分析结果判断布线绝缘子当前承载的振动载荷是否过量。
59.另外，在本发明的振动载荷过量判断平台中，所述视觉录影机构内置有被动式像素传感器，用于采用俯拍视角模式对导线执行录影操作以获得各个拍摄时刻分别对应的各个采集图像帧。被动式像素传感器(passive pixel sensor，简称pps)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由p型半导体和n型半导体组成的pn结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个mos电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(charge integrating amplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。
60.尽管已参考本发明的优选实施例特定展示并描述了本发明，但所属领域的技术人
员应了解，在不脱离所附权利要求书中陈述的本发明的精神和范围的情况下，可作出形式和细节上的各种改变。此外，尽管本发明的元件是以单数形式描述或主张其权利的，但除非明确声明限于单数，否则也涵盖复数形式。