(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111522825.6 (22)申请日 2021.12.13 (71)申请人 任晓龙 地址 710004 陕西省西安市新城区尚德路 79号 申请人 孙红宝 (72)发明人 任晓龙　孙红宝　陈曦　赵世慧　 王嘉　李刚　黄文礼　 (74)专利代理 机构 合肥昊晟德专利代理事务所 (普通合伙) 3415 3 代理人 何梓秋 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/44(2022.01)G06V 10/764(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于视频数据分析的变电设备监测系 统 (57)摘要 本发明公开了一种基于视频数据分析的变 电设备监测系统， 属于变电设备状态 监测技术领 域， 包括视频数据获取模块、 设备台账数据模块、 视频数据处理模块、 设备健康状态评价模块、 缺 陷等级分级评估模块、 运行风险评估模块， 可视 化模块。 本发明通过接入视频分析、 设备台账、 在 线监测、 等数据， 对变电设备进行状态评价， 实现 变电设备告警分析及状态评价功能， 提升了运维 人员数据可视化、 设备状态可视化、 变电运维可 视化水平； 通过变电设备的主要特征点进行位置 评估， 避免在使用过程中变电设备出现大幅移位 或形变等情况影 响设备的正常工作， 采用较少的 特征点作为参考特征点， 可降低硬件复杂 度及运 算量， 提高视频处理效率， 保证监测工作的实时 性。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114241410 A 2022.03.25 CN 114241410 A 1.一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 包括视频数据获取模块、 设备台账数据模块、 视频数据 处理模块、 设备健康状态评价模块、 缺陷等级分级评估模块、 运行风险评估 模块， 可视化模块； 所述视频数据获取模块， 用于对各类变电设备进行实时视频监测， 并生成对应的视频 数据序列供所述视频 数据处理模块分析处 理； 所述设备台账数据模块， 用于提供各类变电设备的台账数据， 包括各类设备的运行环 境数据、 负荷数据、 运行时间数据； 所述视频数据处理模块， 用于对所述视频数据获取模块获取视频数据中包含的每帧视 频图像进 行分析处理， 得到各类设备的图像特征数据， 供设备健康状态评价模块、 缺陷等级 分级评估 模块、 运行风险评估 模块所用； 所述设备健康状态评价模块， 用于根据各类变电设备的图像特征数据、 台账数据对设 备的健康状态进行评价， 并进行状态评分， 根据评分值进行划定， 分为健康和异常两种状 态； 所述缺陷等级分级评估模块， 用于对划分为异常状态的变电设备， 基于缺陷等级分类 评估模型对其缺陷等级进 行划分， 分为一类异常、 二类异常、 三类异常， 等级越高， 表示异常 程度越低； 所述运行风险评估模块， 用于在一定时间内根据变电设备健康状态的变化对其运行风 险进行评估， 得到 评估结果， 根据评估结果选择相应的处 理措施对变电设备进行处 理； 所述可视化模块， 用于对系统总览页面、 设备状态评价及缺陷报告 进行可视化展示。 2.根据权利要求1所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 所 述视频数据获取模块包括变压器视频数据获取子模块、 导线视频数据获取子模块、 开关柜 视频数据获取子模块， 所述变压器视频数据获取子模块用于对各变压器进行实时视频监 测， 并生成变压器视频数据序列， 所述导线视频数据获取子模块用于对变电站内的各导线 进行实时视频监测， 并生成导线视频数据序列， 所述开关柜视频数据获取子模块用于对各 开关柜进行实时视频监测， 并生成开关柜视频 数据序列。 3.根据权利要求1所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 所 述变压器/开关柜视频数据获取子模块包括设置在变压器/开关柜正前方和 正上方的两组 摄像组件， 其中设置在变压器/开关柜正前方的摄像组件用于实时拍摄变压器/开关柜的主 视角视频， 视频的每一帧图像均包含变压器/开关柜本体和高低压侧输电线， 其中设置在变 压器/开关柜正上方的摄像组件用于实时拍摄变压器/开关柜的俯视角视频， 视频的每一帧 图像均包含变压器/开关柜本体， 变压器视频的每一帧图像还包括与变压器相连接的高低 压侧输电线。 4.根据权利要求1所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 在 主/俯视角下， 所述视频数据 处理模块对变压器视频数据的每一帧图像的处理过程具体如 下： S11： 图像滤波 采用中值滤波算法对图像进行 滤波处理； S12： 图像的二 值化 先对图像进行 灰度处理， 然后选择固定阈值的二 值化方式对图像处 理；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114241410 A 2S13： 边缘检测 选用Canny算子进行变压器本体及高低压侧输电线的边缘检测， 并获取变压器本体边 缘轮廓和高低压侧输电线轮廓的坐标信息； S14： 特征点识别 对变压器本体边 缘轮廓四角的四个特 征点进行识别， 获取四个特 征点的坐标信息； S15： 特征点距离计算 计算变压器本体边缘轮廓四角四个特征点与模板图片中标准位置下四个特征点的距 离， 获取四个变压器本体距离值， 并计算高压侧输电线内外端点所在直线与变压器本体侧 边所成夹角， 以及低压侧输电线内外端点所在直线与变压器本体侧 边所成夹角， 获取两个 高压侧输电线与变压器本体侧边夹角值、 两个低压侧输电线与变压器本体侧边夹角值。 5.根据权利要求1所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 在 所述步骤S15中， 高低压侧输电线内、 外端点即高低压侧输电线轮廓内端点、 轮廓外端与图 像边缘交点。 6.根据权利要求1所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 在 主/俯视角下， 所述视频数据 处理模块对开关柜视频数据的每一帧图像的处理过程具体如 下： S21： 图像滤波 采用中值滤波算法对图像进行 滤波处理； S22： 图像的二 值化 先对图像进行 灰度处理， 然后选择固定阈值的二 值化方式对图像处 理； S23： 边缘检测 选用Canny算子进行开关柜本体的边 缘检测， 并获取开关柜本体边 缘轮廓坐标信息； S24： 特征点识别 对开关柜本体边 缘轮廓四角的四个特 征点进行识别， 获取四个特 征点的坐标信息； S25： 特征点距离计算 计算开关柜本体边缘轮廓四角四个特征点与模板图片中标准位置下四个特征点的距 离， 获取四个开关柜本体距离值。 7.根据权利要求2所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 在 所述步骤S14和步骤S24中， 得到变压器/开关柜本体边缘轮廓信息后， 计算变压器/开关柜 本体边缘轮廓线上四段圆弧的中间位置点， 即四个特 征点。 8.根据权利要求2所述的一种基于视频数据分析的变电设备监测系统， 其特征在于： 所 述视频数据处理模块对导线视频 数据的每一帧图像的处 理过程具体如下： S31： 图像滤波 采用中值滤波算法对图像进行 滤波处理； S32： 图像的二 值化 先对图像进行 灰度处理， 然后选择固定阈值的二 值化方式对图像处 理； S33： 边缘检测 选用Canny算子进行导线的边 缘检测， 并获取导线轮廓的坐标信息； S34： 特征点识别权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114241410 A 3