一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及電網(wǎng)線路監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法和裝置。對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地采集，并依據(jù)實(shí)地采集繪制出電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖；同時(shí)加載所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分布圖，對(duì)于相應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)分布在電力設(shè)備附近的，建立相應(yīng)電力設(shè)備與一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；將所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖，以及相應(yīng)分析得到的與各個(gè)電力設(shè)備關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的視頻幀關(guān)系，導(dǎo)入所述BIM生成三維建模。本發(fā)明專利技術(shù)避免了人工巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障點(diǎn)，提高巡檢效率，節(jié)約人力成本。約人力成本。約人力成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法和裝置


[0001]本專利技術(shù)涉及電網(wǎng)線路監(jiān)測(cè)
，特別是涉及一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法和裝置。

技術(shù)介紹

[0002]盡管各國(guó)電網(wǎng)的研究和規(guī)劃不同，但對(duì)電網(wǎng)的根本要求是一致的，即電網(wǎng)應(yīng)該“更堅(jiān)強(qiáng)，更智能”。堅(jiān)強(qiáng)是對(duì)電網(wǎng)安全性的要求，即在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí)，仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災(zāi)害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；具有確保電力信息安全的能力。但是現(xiàn)在對(duì)電網(wǎng)的故障分析一般都是需要人工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，這樣不僅效率低下，而且準(zhǔn)確率較低。
[0003]鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本
亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位系統(tǒng)及其方法，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)工程進(jìn)行實(shí)測(cè)繪制CAD圖紙，利用圖紙生成電網(wǎng)工程GIM數(shù)字模型，并同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的視頻圖像進(jìn)行監(jiān)控處理，比對(duì)相區(qū)域圖像的相似性找出電網(wǎng)的故障點(diǎn)，并在電網(wǎng)工程GIM數(shù)字模型上顯示故障點(diǎn)位，解決了現(xiàn)有的電網(wǎng)故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、人力巡檢成本高的問(wèn)題。
[0005]本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
[0006]第一方面，本專利技術(shù)提供了一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，方法包括：
[0007]對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地采集，并依據(jù)實(shí)地采集繪制出電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖；其中，在所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖中包含電力設(shè)備、設(shè)備坐標(biāo)、設(shè)備連接關(guān)系、設(shè)備信息中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)；
[0008]同時(shí)加載所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分布圖，對(duì)于相應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)分布在電力設(shè)備附近的，建立相應(yīng)電力設(shè)備與一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0009]通過(guò)不同監(jiān)控點(diǎn)所采集圖像中的電力設(shè)備識(shí)別，完成所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)在電力設(shè)備上的最佳拍攝角度組合下的視頻幀關(guān)系；其中，所述最佳拍攝角度是指相應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所采集到的同時(shí)刻或者異步時(shí)刻下的視頻幀，在完成視頻幀下圖片拼接之后，能最大程度的呈現(xiàn)電力設(shè)備的外部和/或內(nèi)部信息；
[0010]將所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖，以及相應(yīng)分析得到的與各個(gè)電力設(shè)備關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的視頻幀關(guān)系，導(dǎo)入所述BIM生成三維建模；其中，BIM根據(jù)所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖和視頻幀構(gòu)架電網(wǎng)工程系統(tǒng)三維模型，并根據(jù)相應(yīng)視頻幀所關(guān)聯(lián)監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、不同監(jiān)控點(diǎn)視頻幀之間的時(shí)間差、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息，周期性的獲取到相應(yīng)視頻幀內(nèi)容用以更新三維模型中的電力設(shè)備的視覺(jué)狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選的，所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)歸屬不同的管轄主體時(shí)，所述完成所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)在電力設(shè)備上的最佳拍攝角度組合下的視頻幀關(guān)系，具體包括：
[0012]向所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所歸屬的不同的管轄主體，獲取各自一個(gè)監(jiān)控周期內(nèi)的視頻內(nèi)容；
[0013]從所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中，最先選出一個(gè)主監(jiān)控點(diǎn)，其他的則作為輔監(jiān)控點(diǎn)，其中，主監(jiān)控點(diǎn)擁有信息量最大的拍攝角度、周期內(nèi)存在主體設(shè)別最大時(shí)長(zhǎng)、獲取視頻幀的完整性和時(shí)效性有保障中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)；
[0014]從所述主監(jiān)控點(diǎn)中獲取信息量最大的視頻幀作為基礎(chǔ)幀，在所述基礎(chǔ)幀設(shè)定的情況下，從其他的一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中遍歷各自周期內(nèi)的視頻幀，從中選出與所述基礎(chǔ)幀拼接還原出電力設(shè)備視覺(jué)信息最好的一組視頻幀，并記錄相應(yīng)組視頻幀中在各自監(jiān)控點(diǎn)中的監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、各監(jiān)控點(diǎn)視頻幀位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息；以便后續(xù)周期性更新三維模型中的電力設(shè)備的視覺(jué)狀態(tài)使用。
[0015]優(yōu)選的，在確認(rèn)了各自監(jiān)控點(diǎn)中的監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、不同監(jiān)控點(diǎn)視頻幀之間的時(shí)間差、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息之后，方法還包括：
[0016]向不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體發(fā)送攜帶所述監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的消息；
[0017]所述不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體，會(huì)在各自監(jiān)控點(diǎn)所采集的視頻流滿足所述監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的消息條件時(shí)，將相應(yīng)條件下采集到的預(yù)設(shè)數(shù)量視頻幀發(fā)送給三維建模系統(tǒng)。
[0018]優(yōu)選的，在前一輪進(jìn)行圖像拼接時(shí)，相應(yīng)會(huì)通過(guò)提取電力設(shè)備的輪廓信息、電力設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)作為相應(yīng)的拼接過(guò)程依據(jù)；在完成一輪三維模型中的電力設(shè)備更新之后，對(duì)應(yīng)各視頻幀生成的所述輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息被單獨(dú)記錄，從而在下一個(gè)更新周期，獲取到新一輪的視頻幀進(jìn)行拼接時(shí)候，在同樣生成了所述輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息之后，與存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于前一輪視頻幀輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息進(jìn)行匹對(duì)，從而在相應(yīng)的偏差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，向不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體發(fā)送監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的調(diào)整消息。
[0019]優(yōu)選的，所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖具體為CAD二維實(shí)測(cè)圖紙，則方法包括：
[0020]對(duì)電網(wǎng)工程進(jìn)行實(shí)測(cè)，進(jìn)行多位置、多角度、多方位的方法模擬電網(wǎng)工程的實(shí)際情況；
[0021]記錄電網(wǎng)工程所需的電器設(shè)備，并繪制電網(wǎng)工程的CAD二維實(shí)測(cè)圖紙；
[0022]CAD二維實(shí)測(cè)素描圖導(dǎo)入BIM三維建模工具，并根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)，得到BIM三維模型。
[0023]優(yōu)選的，所述完成視頻幀下圖片拼接具體包括：
[0024]利用圖像分割算法對(duì)原始電網(wǎng)圖像進(jìn)行分割,生成圖像的不同初始化區(qū)域T＝{y1,y2,...,y
n
}，初始化后默認(rèn)所有圖像的相似度為Y＝100％；
[0025]對(duì)不同初始化區(qū)域的原始電網(wǎng)圖像數(shù)據(jù),依次進(jìn)行均值、樣本方差和標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0026]利用圖像極值點(diǎn)的檢測(cè)方法對(duì)電網(wǎng)圖像進(jìn)行特征提取,并用尺度不變特征轉(zhuǎn)換描述子對(duì)電網(wǎng)圖像的局部特征進(jìn)行表示,檢測(cè)電網(wǎng)圖像關(guān)鍵點(diǎn)、精確定位電網(wǎng)故障關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)分配主方向和計(jì)算尺度不變特征特征轉(zhuǎn)換描述子；
[0027]根據(jù)特征融合算法對(duì)特征提取的結(jié)果,把相同電網(wǎng)圖像聚合而不同電網(wǎng)圖像進(jìn)行分離；
[0028]選擇電網(wǎng)圖像的相鄰區(qū)域，并將兩塊相鄰區(qū)域進(jìn)行匹配(F
i
,G
j
)并計(jì)算兩塊相鄰區(qū)域特征融合結(jié)果的相似度y(F
i
,G
j
)，Y＝Y(jié)∪y(F
i
,G
j
)；
[0029]若Y≠0，令y(F
i
,G
j
)＝max(Y)，合并兩塊相鄰區(qū)域P
Z
＝F
i
∪G
j
，去除關(guān)于F
i
和G
j
的相似度Y＝Y(jié)/y(F
i
,G
*
)和Y＝Y(jié)/y(F
*
,G
j
)；迭代運(yùn)算直到Y(jié)＝0，從而確定出拼接點(diǎn)位。
[0030]優(yōu)選的，所述利用圖像分割算法對(duì)原始電網(wǎng)圖像進(jìn)行分割,生成圖像的不同初始化區(qū)域，具體包括：
[0031]利用高斯馬本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，方法包括：對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地采集，并依據(jù)實(shí)地采集繪制出電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖；其中，在所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖中包含電力設(shè)備、設(shè)備坐標(biāo)、設(shè)備連接關(guān)系、設(shè)備信息中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)；同時(shí)加載所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分布圖，對(duì)于相應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)分布在電力設(shè)備附近的，建立相應(yīng)電力設(shè)備與一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；通過(guò)不同監(jiān)控點(diǎn)所采集圖像中的電力設(shè)備識(shí)別，完成所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)在電力設(shè)備上的最佳拍攝角度組合下的視頻幀關(guān)系；其中，所述最佳拍攝角度是指相應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所采集到的同時(shí)刻或者異步時(shí)刻下的視頻幀，在完成視頻幀下圖片拼接之后，能最大程度的呈現(xiàn)電力設(shè)備的外部和/或內(nèi)部信息；將所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖，以及相應(yīng)分析得到的與各個(gè)電力設(shè)備關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的視頻幀關(guān)系，導(dǎo)入所述BIM生成三維建模；其中，BIM根據(jù)所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖和視頻幀構(gòu)架電網(wǎng)工程系統(tǒng)三維模型，并根據(jù)相應(yīng)視頻幀所關(guān)聯(lián)監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、不同監(jiān)控點(diǎn)視頻幀之間的時(shí)間差、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息，周期性的獲取到相應(yīng)視頻幀內(nèi)容用以更新三維模型中的電力設(shè)備的視覺(jué)狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)歸屬不同的管轄主體時(shí)，所述完成所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)在電力設(shè)備上的最佳拍攝角度組合下的視頻幀關(guān)系，具體包括：向所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所歸屬的不同的管轄主體，獲取各自一個(gè)監(jiān)控周期內(nèi)的視頻內(nèi)容；從所述一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中，最先選出一個(gè)主監(jiān)控點(diǎn)，其他的則作為輔監(jiān)控點(diǎn)，其中，主監(jiān)控點(diǎn)擁有信息量最大的拍攝角度、周期內(nèi)存在主體設(shè)別最大時(shí)長(zhǎng)、獲取視頻幀的完整性和時(shí)效性有保障中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)；從所述主監(jiān)控點(diǎn)中獲取信息量最大的視頻幀作為基礎(chǔ)幀，在所述基礎(chǔ)幀設(shè)定的情況下，從其他的一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中遍歷各自周期內(nèi)的視頻幀，從中選出與所述基礎(chǔ)幀拼接還原出電力設(shè)備視覺(jué)信息最好的一組視頻幀，并記錄相應(yīng)組視頻幀中在各自監(jiān)控點(diǎn)中的監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、各監(jiān)控點(diǎn)視頻幀位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息；以便后續(xù)周期性更新三維模型中的電力設(shè)備的視覺(jué)狀態(tài)使用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，在確認(rèn)了各自監(jiān)控點(diǎn)中的監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度、不同監(jiān)控點(diǎn)視頻幀之間的時(shí)間差、不同監(jiān)控點(diǎn)所歸屬管轄主體中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)信息之后，方法還包括：向不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體發(fā)送攜帶所述監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的消息；所述不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體，會(huì)在各自監(jiān)控點(diǎn)所采集的視頻流滿足所述監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的消息條件時(shí)，將相應(yīng)條件下采集到的預(yù)設(shè)數(shù)量視頻幀發(fā)送給三維建模系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，在前一輪進(jìn)行圖像拼接時(shí)，相應(yīng)會(huì)通過(guò)提取電力設(shè)備的輪廓信息、電力設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)作為相應(yīng)的拼接過(guò)程依據(jù)；在完成一輪三維模型中的電力設(shè)備更新之后，對(duì)應(yīng)各視頻幀生成的所述輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息被單獨(dú)記錄，從而在下一個(gè)更新周期，獲取到新一輪的視頻幀
進(jìn)行拼接時(shí)候，在同樣生成了所述輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息之后，與存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于前一輪視頻幀輪廓信息和關(guān)鍵點(diǎn)信息進(jìn)行匹對(duì)，從而在相應(yīng)的偏差超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，向不同的監(jiān)控點(diǎn)的歸屬管轄主體發(fā)送監(jiān)控點(diǎn)攝像頭拍攝角度和對(duì)應(yīng)視頻幀的位于周期內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的調(diào)整消息。5.根據(jù)權(quán)利要求1
?
4任一所述的基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，所述電網(wǎng)工程系統(tǒng)圖具體為CAD二維實(shí)測(cè)圖紙，則方法包括：對(duì)電網(wǎng)工程進(jìn)行實(shí)測(cè)，進(jìn)行多位置、多角度、多方位的方法模擬電網(wǎng)工程的實(shí)際情況；記錄電網(wǎng)工程所需的電器設(shè)備，并繪制電網(wǎng)工程的CAD二維實(shí)測(cè)圖紙；CAD二維實(shí)測(cè)素描圖導(dǎo)入BIM三維建模工具，并根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)，得到BIM三維模型。6.根據(jù)權(quán)利要求1
?
4任一所述的基于BIM建模的可視化電網(wǎng)故障識(shí)別定位方法，其特征在于，所述完成視頻幀下圖片拼接具體包括：利用圖像分割算法對(duì)原始電網(wǎng)圖像進(jìn)行分割,生成圖像的不同初始化區(qū)域T＝{y1,y2,...,y
n
}，初始化后默認(rèn)所有圖像的相似度為Y＝100％；對(duì)不同初始化區(qū)域的原始電網(wǎng)圖像數(shù)據(jù),依次進(jìn)行均值、樣本方差和標(biāo)準(zhǔn)化處理；利用圖像極值點(diǎn)的檢測(cè)方法對(duì)電網(wǎng)圖像進(jìn)行特征提取,并用尺度不變特征轉(zhuǎn)換描述子對(duì)電網(wǎng)圖像的局部特征進(jìn)行表示,檢測(cè)電網(wǎng)圖像關(guān)鍵點(diǎn)、精確定位電網(wǎng)故障關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)分配主方向和計(jì)算尺度不變特征特征轉(zhuǎn)換描述子；根據(jù)特...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余翔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：