电力现场作业视频自动监控系统

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电力现场作业视频自动监控系统 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种监控系统，特别是一种电力现场作业视频自动监控系统。 背景技术\n[0002] 随着电网规模的扩大，电网建设、电力设备生产运营、设备技术改造等各项工作也随之大力发展，现场工作人员的安全管理问题越来越突出，现有技术是在作业现场的各个方位安装复数个摄像头，摄像头将所摄制的影像信息发送给主控装置，主控装置播放接收到的影像信息供监控人员视察和监控。但是该现有技术的不足之处体现在如下方面：1、摄像头的安装角度和方向固定，其拍摄的角度一成不变，容易造成拍摄死角，只有工作人员进入到拍摄范围内，才能对其进行监控；2、对于工作人员靠的近，却又处于拍摄死角的摄像头，使用率比较低下；3、对于处于拍摄角度范围内，却因距离过于遥远而导致拍摄不够清晰，无法确定该工作人员是否有安全问题，导致摄像头经常处于虚设状态，没有太大的实际用处。 \n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，而提供一种可自动调整角度，并跟踪工作人员的电力现场作业视频自动监控系统。 \n[0004] 本发明是通过以下途径来实现的： \n[0005] 电力现场作业视频自动监控系统，包括有如下部分： \n[0006] 主控装置，包括有信号接收装置、信号发送装置和比较处理装置以及基准 数据库，基准数据库中包括有电力作业现场所安装的每个摄像装置的定位数据、监控角度、监控距离，以及每个摄像装置所监控的人员，即摄像装置的识别数据(包括编码、地址、定位数据等)与其对应监控人员相关数据(包括定位数据、工作票数据、操作票数据等)之间的关联数据； \n[0007] 移动终端和卫星定位系统，移动终端包括有数据接收端、数据发送端、数据处理装置，数据接收端和数据发送端分别与数据处理装置连接； \n[0008] 摄像装置，包括有摄像头、与摄像头连接的驱动装置、与驱动装置连接的信号收发装置， \n[0009] 工作人员进入作业现场时携带并启动移动终端，移动终端通过数据接收端开始接收卫星定位系统的数据，然后通过数据处理装置进行处理计算，得到对应的定位数据，之后通过数据发送端将定位数据发送出去； \n[0010] 主控装置的信号接收装置接收到人员的定位数据后，传送给比较处理装置，比较处理装置将该定位数据进行处理，并根据基准数据库做如下判断处理(以其中之一摄像装置为例，下称本摄像头，其他均与此一致)： \n[0011] 判断离本摄像头距离最近的移动终端(即移动终端所对应的人员)； [0012] 判断该最近的人员是否有其他摄像头监控，如果没有，则纳为本摄像头的监控对象，即将本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据关联，并传送关联数据到基准数据库； \n[0013] 如果该最近人员有其他摄像头监控，进一步判断该最近人员是否还在其受监控的摄像头范围内，如果没有，则解除该最近人员与其原受监控的摄像头之间的数据关联，并将本摄像头与该最近人员之间进行关联链接，并将上述关联数据传送到基准数据库，作为最新的基准数据； \n[0014] 同时比较处理装置通过信号发送装置将驱动指令发送给本摄像装置以及原 受监控的摄像装置， \n[0015] 摄像装置通过信号收发装置收到指令，并触发驱动装置，根据指令改变摄像头的焦距以及转角。 \n[0016] 所谓的监控范围，包括在设定的监控角度和监控距离，也就是摄像装置的拍摄广角和监控对象与摄像头之间的距离。这样，每个摄像头都可以准确定位、并跟踪拍摄在其监控距离内的工作人员，保证了每个在作业现场的工作人员都会受到至少一个摄像头的监控，消除了拍摄死角，确保了对每个工作人员在工作过程中的视频监控，提高了摄像装置的利用率，也提高了电力现场作业的安全保障水平，减少了人员的责任事故，提升了电网安全运行水平，因此本发明所述的通过卫星定位的视频自动监控系统具有重要的意义和实用价值，对电力生产提供了强有力的技术保障。 \n[0017] 现有的摄像装置是可以通过人工进行控制，改变其监控角度从而改变监控对象，实现对监控对象的跟踪拍摄，但是，这种方式需要人力进行支配，主观性较强，监控不够全面。本发明将摄像装置和卫星定位系统配合，通过卫星定位系统和移动终端提供定位数据，作为摄像装置自动控制的驱动变量，实现对摄像装置的自动控制，并通过一系列的设置，使得摄像装置可以自动跟踪监控对象(工作人员)，每个监控对象都有摄像装置在监控，实现了全方位的视频自动监控，为电力现场作业安全保障提供了强有力的依据，具有很高的创新性和重大意义。 \n[0018] 本发明可以进一步具体为： \n[0019] 卫星定位系统包括有定位卫星和基准站，移动终端的数据接收装置一方面接收定位卫星的数据，另一方面接收基准站的数据，然后通过数据处理装置进行定位计算和矫正定位计算，输出移动终端(人员)的定位数据。 \n[0020] 卫星定位系统包括有绝对定位和相对定位两种方式，绝对定位方法是移动终端直接接收定位卫星的数据后，直接换算出移动终端定位数据的方法；相对定位方法也称为差分GPS定位，指移动终端除了接收定位卫星的数据外，还接收基准站的定位信息，然后进行定位矫正，从而获得更为精确的定位数据。采用绝对定位方法，其精度大概在1-2米之间，而采用相对定位方法，则精度可提高到20cm。本系统在选择卫星定位系统时，可以根据具体情况选择定位方法，如果在室外，监控范围大时，可选择绝对定位方法，室内则最好选择相对定位方法。 \n[0021] 本发明可以进一步具体为： \n[0022] 比较处理装置根据基准数据库还可以做如下判断处理： \n[0023] 判断本摄像头是否有其他监控人员，即判断本摄像头的识别数据是否还与其他人员的相关数据关联，如果没有，则将本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据关联，并传送关联数据到基准数据库； \n[0024] 如果有，则进一步判断其他监控人员是否在本摄像头的监控范围内，如果是，则添加本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据的关联，并传送关联数据到基准数据库； [0025] 如果不是，则将超出本摄像头监控范围的人员的相关数据与本摄像头的识别数据关联关系解除，并相应更改基准数据库中的关联数据。 \n[0026] 除此之外，比较处理装置还进一步判断如下： \n[0027] 实时判断每个摄像装置的监控对象数量，当该数量超过每个摄像装置的设定数量时，系统将进行自动分配，将有共同监控摄像装置的监控对象进行关联数据的更改，将摄像装置中多出的监控对象分配给监控数量未超标的摄像装置。 \n[0028] 上述的判断将达到如下技术效果： \n[0029] 1、根据系统提供的定位信息和指令，摄像装置可跟随监控对象的移动进行自动跟踪； \n[0030] 2、当监控对象比较多时，系统可根据现场人员的情况，自动分配摄像装置，达到几乎每个监控对象都能够被对应的摄像装置监控的目的； \n[0031] 另外，基准数据库中还包括有监控对象的操作票信息，比较处理装置可根据操作票信息进行如下处理：当监控对象需要执行任务时，比较处理装置可根据操作票的时间、操作地点进行数据处理，然后发送相应指令给摄像装置，由指定的摄像装置直接对准操作设备，进行远程监控。 \n[0032] 这样，视频监控系统就可以根据操作票的内容，自动调整摄像头位置，让其对准操作设备和监控对象，达到远程监控的目的。 \n[0033] 视频监控系统还提供一种操作权限的分配子系统，其分别连接比较处理装置和摄像装置，操作权限包括有以工作人员的操作票或者工作票信息作为摄像装置驱动的最高优先权，以手动方式驱动摄像装置进行监控的特别优先权，和通过监控对象的移动定向数据作为摄像装置驱动因素的一般优先权。 \n[0034] 操作权限由系统管理员进行设定。这样就可以在特别情况下，中断比较处理装置与指定的摄像装置的控制，允许监视人员通过手动方式控制摄像装置，让摄像头指向需要监视的对象；但应保证操作票信息控制的优先权，也就是当有操作票要进行工作时，此时的摄像头应该根据比较处理装置的指令进行自动监控。 \n[0035] 视频自动监控系统还包括有一种存储装置，其与比较处理装置连接。 [0036] 当比较处理装置处理重要操作的时候，将对应的信息和摄像头摄制的信息对应的存储到存储装置中，形成一种日志，这样系统就可以通过查询日志，获取历史重要操作信息，包括操作时间、操作内容以及操作结果等信息，方便信 息的维护。 [0037] 本发明还可以进一步具体为： \n[0038] 还包括有一种数据中转装置，其包括有依序电连接的第一数据接口、中央处理装置和第二数据接口，第一数据接口与移动终端的数据接收端和数据发送端传输连接，第二数据接口与主控装置的信号接收装置和信号发送装置传输连接。 \n[0039] 数据中转装置作为主控装置和移动终端的数据传输中转装置，这种传输可以是包括有线传输(与主控装置之间)和无线传输(与移动终端之间)，也可以只是无线传输。考虑实际使用中，移动终端与主控装置之间是具有相当距离，如果直接传输，有可能会产生数据丢失、失真等问题，而使用数据中转装置可以使数据的传输更为顺畅和保真。 [0040] 数据中转装置还可以进一步具体为： \n[0041] 数据中转装置安装在卫星定位系统的基准站中，与基准站共用与移动终端的传输接口。 \n[0042] 在实现过程中，由于移动终端已经与基准站建立通讯连接，如果另行建立数据中转站，则需要重新设定与移动终端间的传输协议、软件等问题，还要保证与基准站与移动终端的传输相协同，导致该方面的重复建设，浪费人力物力，因此，将数据中转装置与基准站结合，并共用与移动终端的无线传输接口，可以节约投资成本、人力、物力，避免重复建设，是一个优选的方案。 \n[0043] 本发明还可以进一步具体为： \n[0044] 还包括一种人机对话计算机模型，其安装在主控装置中，与比较处理装置连接，该计算机模型的制作方法如下： \n[0045] 由主控装置提供的电力作业现场位置数据，包括移动终端和摄像装置的定 位数据； \n[0046] 根据提供的位置数据绘制现场场景模拟图，并传送到主控装置的显示器上； [0047] 使用时，当比较处理装置接收到移动终端的定位数据时，将数据处理并发送到计算机模型中，并依据所绘制图形的基础，将定位信息反馈在现场场景模拟图上。 [0048] 这样，通过该计算机模型便可将移动终端的定位情况，以一种直观的方式反应在主控装置中，为主控人员提供良好的监控平台。现场场景模拟图即现场场景计算机模拟图，是一种以图形方式反应在计算机上的计算机模型。 \n[0049] 计算机模型即反应在显示器上的现场场景模拟图，包括有平面图和垂直剖面图。 [0050] 平面图是指平面坐标，即XY坐标图，主要显示与地面平行平面的移动终端位置信息，提供移动终端的平面位置信息。剖面图是指立面图，即XZ或者YZ坐标图，主要显示与地面垂直的移动终端位置信息，提供移动终端在高度上的位置信息。也就是说计算机模型中，主控装置提供的数据包括二维平面数据和二维立面数据，组合在一起就是一种三维立体计算机模型，即三维现场场景模拟图。 \n[0051] 上述安全区域图，即现场场景模拟图的实现方法具体如下： \n[0052] 1、在XY平面图中，根据现场围栏的形状，通过绘制多个矩形模仿该围栏的形状，选择一组相邻的矩形，并将该矩形组与目标工作票或操作票关联，形成工作区域图，即安全区域图。保存工作区域的信息在数据库和图形文件中。 \n[0053] 目标工作票或操作票是指现场工作人员对应的工作票或操作票，工作票和操作票都包含有工作地点和工作内容。直接在现场模拟图上绘制矩形 图，然后和工作票或操作票关联，这样工作票或操作票反映的工作地点及范围便指示在绘制的矩形图上，将所指示的矩形图的外围连线，即可获得对应的安全区域图及对应的区域图信息。 [0054] 2、在XY平面图中，根据现场围栏的形状，输入围栏的坐标位置信息，然后与目标工作票或操作票关联，形成工作区域图，即安全区域图。保存工作区域的信息在数据库和图形文件中。 \n[0055] 由于在绘制现场场景模拟图时，在XY平面图中，将给定一个坐标原点，这样便可计算出现场各个围栏的坐标位置信息，输入设定区域的围栏坐标位置信息，即可获得安全区域图。可以是输入围栏拐点的坐标位置信息，也可以是输入现场围栏固定桩的位置信息，将信息反馈并映射在现场场景模拟图中。 \n[0056] 3、在XY平面图中，根据现场围栏的形状，在每个围栏拐点上放置移动定位装置，根据移动定位装置回传到主控装置的定位信息，结合现场模拟图的位置数据信息进行计算和转换，并与该图形与目标工作票或操作票关联，然后反馈到模拟图上，形成工作区域图，即安全区域图。 \n[0057] 移动定位装置与主控装置的信息传递参照上述移动终端与主控装置的信息传递。 [0058] 保存的安全区域图在与工作票或操作票关联时，可以重复使用。 [0059] 本发明还可以进一步具体为： \n[0060] 告警装置可以是一种响声报警装置，也可以是一种语音报警装置。 [0061] 一般来说，告警装置都是声光报警，在本发明中优选语音报警装置，这样的信息更能为工作人员所接收，提供类似人类对话的平台，对提醒工作人员起到更好的警示效果。 [0062] 每一个移动终端都具有一个唯一标示的识别码，主控装置通过判断该识别码，并与目标工作票或操作票关联，获得识别码对应的工作人员。 \n[0063] 综上所述，本发明相比现有技术具有如下优点：通过卫星定位系统定位在电力现场作业的工作人员，并获取的工作人员的定位数据，将该数据与监控的摄像装置的相关数据进行处理和判断，实现对现场的工作人员自动视频监控，并进行安全告警，做到：确保每个工作人员都能得到视频监控，及时对违章的工作人员进行告警，保证了工作人员的人身安全，提高了监控摄像装置的利用率。同时，本发明所述技术方案也强化了工作人员的公共安全意识，提高了电力现场作业的安全保障水平，减少了人员的责任事故，提升了电网安全运行水平，因此本发明所述的通过卫星定位的自动视频监控系统具有重要的意义和实用价值，对电力生产提供了强有力的技术保障。 \n[0064] 附图说明\n[0065] 图1是本发明所述的一种电力现场作业视频自动监控系统的结构示意图。 [0066] 下面结合附图对本发明进行更详尽的描述。 \n[0067] 具体实施方式\n[0068] 最佳实施例： \n[0069] 参照附图1：电力现场作业视频自动监控系统，包括如下组成部分： [0070] 1、主控装置，包括有信号接收装置、信号发送装置和比较处理装置以及基准数据库，基准数据库中包括有电力作业现场所安装的每个摄像装置的定位数据、监控角度、监控距离，以及每个摄像装置所监控的人员，即摄像装置的识别数据(包括编码、地址、定位数据等)与其对 应监控人员相关数据(包括定位数据、工作票数据、操作票数据等)之间的关联数据； \n[0071] 其中，信号接收装置和信号发送装置通过一种无线通讯装置来实现，为一种无线收发装置； \n[0072] 2、摄像装置，包括有摄像头、与摄像头连接的驱动装置、与驱动装置连接的信号收发装置， \n[0073] 3、移动终端，包括有数据接收端、数据发送端、数据处理装置和告警装置，数据接收端和数据发送端分别与数据处理装置连接，数据处理装置的触发输出端与告警装置连接； \n[0074] 数据接收端包括有两部分，一部分是为天线耦合器+天线，主要是接收卫星定位信息，另一部分与数据发送端一起采用无线通讯装置来实现，为无线收发接口； [0075] 数据处理装置包括有GPS板卡，采用NovAtel公司生产的型号为OEMV-1G的GPS板卡，要求稳态定位精度为20cm，并实现DGPS+GLONASS的定位模式(即全球导航差分定位模式)；还包括有单片微型计算机，也就是单片机，以及作为单片机的微处理器-ARM微处理器，该微处理器主要是处理数据的计算、读取、存储、触发、驱动等过程的硬件设备； [0076] 4、卫星定位系统，包括有定位卫星和基准站，基准站中具有处理数据的中央处理单元，以及与移动终端传输数据的无线通讯装置； \n[0077] 5、数据中转装置，其包括有依序电连接的第一数据接口、中央处理装置和第二数据接口，第一数据接口与移动终端的数据接收端和数据发送端传输连接，第二数据接口与主控装置的信号接收装置和信号发送装 置传输连接，第一数据接口和第二数据接口均采用无线通讯装置。 \n[0078] 数据中转装置安装在基准站中，与基准站合为一体，共用中央处理装置和无线通讯装置； \n[0079] 6、一种后台运行的人机对话计算机模型，其安装在主控装置中，与比较处理装置连接，该计算机模型为一种由电力作业现场位置数据，包括移动终端和摄像装置的定位数据，为依据通过计算机计算和绘制的现场场景模拟图，包括有XY平面图和XZ立面剖视图。 [0080] 上述视频自动监控系统的工作过程如下： \n[0081] 1、工作人员在进入作业现场前，提交工作票或者操作票，如果是手写，则输入计算机，如果是计算机出票，则调用该信息，将工作票信息和操作票信息发送到主控装置； [0082] 2、发放移动终端给工作人员，同时读取移动终端的识别码，与工作票或者操作票信息关联；工作人员携带并启动移动终端后进入作业现场； \n[0083] 3、移动终端的数据接收端开始接收定位卫星和基准站的数据，然后发送到数据处理装置进行处理和计算，获得移动终端的定位数据，即对应工作人员的定位数据，最后通过数据发送端将所得的定位数据发送到基准站的数据中转装置； \n[0084] 4、基准站中的数据中转装置接收到定位数据后，进行处理(如放大、保真处理等)，然后转发到主控装置； \n[0085] 5、主控装置的信号接收装置接收到人员的定位数据后，传送给比较处理装置，比较处理装置将该定位数据进行处理，并根据基准数据库做如下判断处理： [0086] A判断离本摄像头距离最近的移动终端(即移动终端所对应的人员)； [0087] B判断该最近的人员是否有其他摄像头监控，如果没有，则纳为本摄像头的监控对象，即将本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据关联，并传送关联数据到基准数据库； \n[0088] C如果该最近人员有其他摄像头监控，进一步判断该最近人员是否还在其受监控的摄像头范围内，如果没有，则解除该最近人员与其原受监控的摄像头之间的数据关联，并将本摄像头与该最近人员之间进行关联链接，并将上述关联数据传送到基准数据库，作为最新的基准数据； \n[0089] D判断本摄像头是否有其他监控人员，即判断本摄像头的识别数据是否还与其他人员的相关数据关联，如果没有，则将本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据关联，并传送关联数据到基准数据库； \n[0090] E如果有，则进一步判断其他监控人员是否在本摄像头的监控范围内，如果是，则添加本摄像头的识别数据与该最近人员的相关数据的关联，并传送关联数据到基准数据库； \n[0091] F如果不是，则将超出本摄像头监控范围的人员的相关数据与本摄像头的识别数据关联关系解除，并相应更改基准数据库中的关联数据； \n[0092] G实时判断每个摄像装置的监控对象数量，当该数量超过每个摄像装置的设定数量时，系统将进行自动分配，将有共同监控摄像装置的监控对象进行关联数据的更改，将摄像装置中多出的监控对象分配给监控数量未超标的摄像装置。 \n[0093] H比较处理装置将处理结果形成指令，通过信号发送装置将驱动指令发送给本摄像装置以及原受监控的摄像装置， \n[0094] I摄像装置通过信号收发装置收到指令，并触发驱动装置，根据指令改 变摄像头的焦距以及转角。 \n[0095] J除此之外，视频监控系统还提供一种操作权限的分配子系统，其分别连接比较处理装置和摄像装置，操作权限包括有以工作人员的操作票信息作为摄像装置驱动的最高优先权，以手动方式驱动摄像装置进行监控的特别优先权，和通过监控对象的移动定向数据作为摄像装置驱动因素的一般优先权。 \n[0096] K操作权限由系统管理员进行设定。这样就可以在特别情况下，中断比较处理装置与指定的摄像装置的控制，允许监视人员通过手动方式控制摄像装置，让摄像头指向需要监视的对象；但应保证操作票信息控制的优先权，也就是当有操作票要进行工作时，此时的摄像头应该根据比较处理装置的指令进行自动监控。 \n[0097] 6、比较处理装置在处理定位数据时，还进行换算，并提供换算后的数据发送给计算机模型，依据所绘制图形的基础，将定位信息反馈在现场场景模拟图上，供监控人员监控用； \n[0098] 7、基准站中的数据中转装置接收到告警指令信息后，进行处理(如放大、保真处理等)，然后转发到移动终端； \n[0099] 8、移动终端的数据接收端接收到主控装置返回的告警指令信息后，并传给数据处理装置，数据处理装置处理得到的指令，将触发信号发送给告警装置，告警装置发出告警信号通知对应的工作人员。 \n[0100] 本发明未述部分与现有技术相同。