智能变电站数字仪表识别和运动目标监测系统的应用研究

发布时间：2020-03-19 12:02

【摘要】：从现有国家实际情况来看,目前国家刚刚审批招标建设智能变电站项目74座,伴随我国智能变电站技术的不断进步和变电站标准的不断完善,我国智能变电站近年来呈现高速发展趋势,可以说随着我国用电市场的不断扩大以及需求的增长,我国智能变电站发展已经进入了全面建设时期。而在智能变电站的建设中,其基本功能包括能够实现无人看守,通过计算机智能化操作来降低运营成本,同时实现对用电数据等的监测,进一步掌握用电情况。当前,建立智能变电站,通过智能化监测模式来监管变电站,已经成为了电力部门的一个重要发展目标。在本文的研究过程中,重点研究下述几方面内容。第一部分为相关技术概论。就智能变电站数字仪表识别和运动目标监测系统的构建而言,需要基于一定技术基础上,在这里重点介绍了三种运动目标监测的方法,一方面为相邻帧差法,另一方面为光流法,再一方面为背景图像差法。同时,视频文件的储存会占据非常大的空间,因此就需要通过数字压缩技术对视频文件进行压缩,在这里还对视频压缩技术进行了介绍。第二部分为变电站视频智能监控系统总体架构。系统平台的构建需要进行系统需求分析,同时也要对系统的功能模块进行分析。就智能变电站数字仪表识别和运动目标监测系统而言,它包括两部分的功能,一方面为数字仪表内容的识别,另一方面为厂区运动监测目标的追踪。在这里对上述两方面功能及子功能模块的构建进行了分析。第四部分运动目标跟踪功能实现。针对变电站中入侵检测、安全帽识别等应用场景的需要,本文研究了Mean Shift及Cam Shift运动目标跟踪算法,分析出实现该算法的步骤和流程,并通过VC++及OpenCV程序设计实现了这两种算法,最后实验验证了该系统实时跟踪功能的可靠性和准确性。
【图文】：

差分图像,帧间差分,运动目标检测,示例

)tF x y 代表当前时刻 t 时图像， ( )1,tF x y 代表 t 1时刻图像， ( )1,tF x y+代表 t + 1时刻图像 ( )1C x ,y 为 ( ,)tF x y 与 ( )1,tF x y 的二值差分图像， ( )2C x ,y 为 ( ,tF x y与 ( )1,tF x y+的二值差分图像，在这种情况下，就图 2-1（a）所表示的连续两帧差分法，就能够通过下述公式来实施判断，最终加以确定。( )( ) ( )( ) ( )111, , ,,0, , ,t ttt tF x y F x y TM x yF x y F x y T > = ≤ （2.1）( )( ) ( )( ) ( )1 21 21, , ,,0, , ,tC x y C x y TM x yC x y C x y T ∩ > = ∩ ≤ （2.2）其中，T 代表着判决阈值。在这里，假定 ( , )1tM x y = 代表着运动目标区域，相比较而言， ( , )0tM x y = 则能够表示为背景区域。在本文的研究过程中，通过两帧及三帧差分法实施视频运动目标的检测，最终的结果如图 2-2 所示。

帧差,识别率,噪声,光流场

图 2-3 噪声对三帧差分法识别率的影响帧间差分法优点也比较明显，在实际操作的过程中起具有便捷性。同时，，基于该方法，运行效率比较高。再就是，如果场景以及光照发生了变化，则对运动目标依旧能够检测，可以说，面对复杂的环境，其适应性比较强。但是，该方法也存在着一定缺点。例如，在对目标进行提取的过程中，会出现“空洞”的现象，导致图像提取的不完全[15]。基于此，该方法要协同其他的目标检测方法共同使用。2.1.2 光流法光流法是出现较早的运动目标检测方法，其基本原理也就是通过图像序列的光流场研究来最终确定目标的所在。在这里需要说明的是，所谓光流场也就指的是物体运动场在二维图像上的投影。光流场的内容比较丰富，但重点包括两方面内容，一方面为运动物体表面的结构，另一方面则体现为动态行为。相比较而言。所谓光流也就是物体在空间运动的过程中其像素点因为运动而发生的瞬时速度场。通常而言，导致光流出现的原因包括下述几方面。首先，能够被场景中的目标运动所导致。其次，则因为摄像机发生了运动甚或于照明环境发生改变。最后，两者共同运动导
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63

【参考文献】