一種變電站場(chǎng)地監(jiān)控?cái)z像機(jī)建設(shè)部署建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站場(chǎng)地監(jiān)控?cái)z像機(jī)建設(shè)部署建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于變電站的安防監(jiān)控，其安裝位置相對(duì)固定，主要安裝于變電站周界及出入口，實(shí)現(xiàn)變電站的安防監(jiān)控。隨著電網(wǎng)無人值守變電站及智能變電站建設(shè)的不斷推廣，視頻技術(shù)已不僅僅應(yīng)用于安防監(jiān)控需求，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控已逐步為電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行的設(shè)備監(jiān)控提供更加可靠、客觀的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為電網(wǎng)遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控及生產(chǎn)運(yùn)行輔助決策提供了技術(shù)支持。然而，由于變電站內(nèi)的場(chǎng)景復(fù)雜，生產(chǎn)運(yùn)行的設(shè)備種類及設(shè)備數(shù)量眾多，如何合理設(shè)計(jì)和安裝攝像機(jī)位置，將直接決定視頻監(jiān)控技術(shù)對(duì)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行所能起到的作用，目前，攝像機(jī)的安裝設(shè)計(jì)目前還停留在指導(dǎo)性規(guī)范，只對(duì)安裝位置提出總體性要求，針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)要求，各建設(shè)廠商只是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝的便捷性和人工主觀判斷的方式，對(duì)攝像機(jī)的安裝位置、高度進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，然而實(shí)際的安裝后的監(jiān)控效果并不佳；另外，部分變電站采用了設(shè)備與監(jiān)控?cái)z像機(jī)一一對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行安裝，該方式雖然滿足了設(shè)備監(jiān)控的需求，然而該方式的攝像機(jī)數(shù)量相當(dāng)龐大，導(dǎo)致監(jiān)控成本、維護(hù)工作量和成本等方面特別高，實(shí)用性和可推廣性較差；此外，部分變電站采用了 3D建模的方式進(jìn)行變電站攝像機(jī)的安裝位置、高度進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建出精確的攝像機(jī)安裝設(shè)計(jì)，該方式具有較好的監(jiān)控效果，且建設(shè)成本較上一方式已顯著降低，然而，該方案需要通過3D建模的方式對(duì)變電站進(jìn)行人工建模，工作量較大，且由于每個(gè)變電站的模型均不一致，需要分別進(jìn)行建模，導(dǎo)致變電站的3D模型不具備通用性，需要各自獨(dú)立建模，導(dǎo)致該方法的技術(shù)可推廣性不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，能夠自動(dòng)開啟和關(guān)閉，對(duì)房屋的非法闖入進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種變電站場(chǎng)地監(jiān)控?cái)z像機(jī)建設(shè)部署建模方法，包括如下步驟:
1)通過對(duì)變電站二維圖紙信息的識(shí)別構(gòu)建變電站的三維信息場(chǎng)景；
2)在三維場(chǎng)景中設(shè)定模擬的攝像機(jī)點(diǎn)位；
3)通過三維空間點(diǎn)位視角計(jì)算，從而確定攝像機(jī)安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息。
[0005]進(jìn)一步的，步驟1)所述的通過對(duì)二維圖紙信息的識(shí)別構(gòu)建變電站的三維信息場(chǎng)景具體處理流程的步驟如下:
la)讀取變電站二維圖紙的所有信息，逐個(gè)提取每個(gè)圖元的信息，并進(jìn)行保存；
lb)根據(jù)所有獲取的圖元信息，確定提取得到變電站場(chǎng)地區(qū)域的長(zhǎng)度、寬度信息，所有的設(shè)備名稱以及所有設(shè)備在場(chǎng)地區(qū)域中的坐標(biāo)值；
lc)根據(jù)提取的變電站場(chǎng)地區(qū)域的長(zhǎng)度、寬度信息，采用等比例變換的方式構(gòu)建二維場(chǎng)景模型，確定基本的變電站二維場(chǎng)景模型，根據(jù)所有設(shè)備在場(chǎng)地區(qū)域中的坐標(biāo)值以及形狀，進(jìn)一步確定在二維場(chǎng)景模型中設(shè)備所占區(qū)域，并進(jìn)行設(shè)備名稱的標(biāo)注，同時(shí)在二維場(chǎng)景模型中劃分出設(shè)備區(qū)域和非設(shè)備區(qū)域，從而將二維圖紙轉(zhuǎn)換并構(gòu)建為可識(shí)別的變電站二維模型；
Id)按照變電站設(shè)備名命規(guī)則，根據(jù)設(shè)備的名稱識(shí)別出設(shè)備的類型以及設(shè)備電壓等級(jí)；
le)根據(jù)設(shè)備類型構(gòu)建基本的設(shè)備三維簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)模型，再進(jìn)一步根據(jù)設(shè)備的電壓等級(jí)確定設(shè)備的安全高度，從而確定設(shè)備的三維模型高度，再按照同比例放大或者縮小，將設(shè)備三維簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)模型按照高度伸縮比例進(jìn)行伸縮，從而形成場(chǎng)景中每個(gè)設(shè)備的三維模型；
If)構(gòu)建三維場(chǎng)景:將已構(gòu)建的變電站二維模型作為變電站三維模型的底面，將構(gòu)建的每個(gè)設(shè)備的三維模型根據(jù)設(shè)備在二維模型中的位置定義放置在三維場(chǎng)景中，從而構(gòu)建出整個(gè)變電站的三維模型。
[0006]進(jìn)一步的，所述步驟2)在三維場(chǎng)景中設(shè)定模擬的攝像機(jī)點(diǎn)位具體為:根據(jù)三維場(chǎng)景信息，確定在場(chǎng)景平面中的設(shè)備區(qū)域和非設(shè)備區(qū)域，設(shè)備區(qū)域禁止安裝模擬攝像機(jī)，在場(chǎng)景平面中的非設(shè)備區(qū)域均勻的設(shè)置模擬攝像機(jī)點(diǎn)位，相鄰的模擬攝像機(jī)點(diǎn)位保持固定的間隔，進(jìn)一步在變電站三維模型中標(biāo)注所設(shè)定模擬攝像機(jī)點(diǎn)位。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟3)通過三維空間點(diǎn)位視角計(jì)算，從而確定攝像機(jī)安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息具體包括:
3a)以已構(gòu)建的三維變電站及其設(shè)備的場(chǎng)景信息作為數(shù)據(jù)輸入模型；
3b)假定在非設(shè)備區(qū)域的模擬攝像機(jī)點(diǎn)位設(shè)置相應(yīng)的攝像機(jī)；
3c)選擇任意一個(gè)模擬攝像機(jī)點(diǎn)位為起始點(diǎn)，設(shè)其為P0，設(shè)P0為當(dāng)前位置點(diǎn)，設(shè)攝像機(jī)所允許的最小高度為Hmin，所允許的最大高度為Hmax，將Hmin設(shè)為當(dāng)前高度；
3d)在當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度時(shí)、設(shè)攝像機(jī)所能監(jiān)控的半徑為r，查詢?nèi)S場(chǎng)景信息中，在當(dāng)前位置點(diǎn)、半徑為r的范圍內(nèi)的所有設(shè)備信息，對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行空間遮擋比例計(jì)算，以被監(jiān)控設(shè)備的平面與平面坐標(biāo)為當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度的點(diǎn)位之間被其他設(shè)備所遮擋的范圍，根據(jù)范圍值得到設(shè)備整個(gè)平臺(tái)被遮擋的占空比例值K，并計(jì)算攝像機(jī)在當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度的點(diǎn)位的視角J ;
3e)當(dāng)K大于預(yù)先設(shè)定的占空比例閥值kp時(shí)，表示攝像機(jī)在當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度的點(diǎn)位監(jiān)控時(shí)被遮擋的范圍比例過大，即在該角度無法監(jiān)控到該設(shè)備；當(dāng)計(jì)算的視角J大于預(yù)先設(shè)定的視角閾值JP時(shí)，表示攝像機(jī)從當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度點(diǎn)位監(jiān)控時(shí)的視角傾斜過大，無法看清設(shè)備，則表示該監(jiān)控點(diǎn)鍵控角度不合適；
在當(dāng)前位置點(diǎn)，當(dāng)K小于或等于kp且同時(shí)J小于或等于Jp，表示在當(dāng)前位置點(diǎn)、高度為當(dāng)前高度的點(diǎn)位監(jiān)控合適，此時(shí)所計(jì)算的被監(jiān)控設(shè)備記錄為該監(jiān)控點(diǎn)所能監(jiān)控到的設(shè)備；3f)依次對(duì)當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度點(diǎn)位監(jiān)控時(shí)，重復(fù)步驟3d)-3e)，直到所有設(shè)備計(jì)算完成，形成在當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度點(diǎn)位監(jiān)控時(shí)所能覆蓋的最大監(jiān)控設(shè)備范圍表；
3g)在當(dāng)前位置點(diǎn)、當(dāng)前高度點(diǎn)位計(jì)算完成后，在當(dāng)前位置點(diǎn)，將當(dāng)前高度增加高度t作為新的當(dāng)前高度，重復(fù)步驟3d) -3f)，直到當(dāng)前高度等于Hmax，形成在當(dāng)前位置點(diǎn)時(shí)從Hmin到Hmax之間所有高度下所能覆蓋的最大監(jiān)控設(shè)備范圍表；
3h)針對(duì)所有模擬攝像機(jī)點(diǎn)位在所有高度下監(jiān)控時(shí)所能覆蓋的最大監(jiān)控設(shè)備范圍表，采用逐項(xiàng)組合算法得到所有需要配置的攝像機(jī)點(diǎn)位和高度，計(jì)算得到覆蓋所有被監(jiān)控設(shè)備時(shí)的最小攝像機(jī)配置數(shù)量，從而得到在三維場(chǎng)景中的攝像機(jī)安裝位置以及高度。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過采用變電站設(shè)備的實(shí)際設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)各設(shè)備名稱，通過對(duì)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的安裝位置、安裝高度等數(shù)據(jù)的分析，通過簡(jiǎn)易三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站攝像機(jī)的安裝位置、安裝高度等的自動(dòng)設(shè)計(jì)建模，該方法人工工作量小、操作簡(jiǎn)易，只需根據(jù)提供的變電站設(shè)備設(shè)計(jì)平面圖紙，即可自動(dòng)設(shè)計(jì)建模，具備廣泛適應(yīng)性，不會(huì)受不同變電站的差異性影響。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的總體流程圖；
圖2為本發(fā)明中的構(gòu)建三維模型流程圖；
圖3為本發(fā)明中三維模型構(gòu)建示意圖；
圖4為本發(fā)明中模擬攝像機(jī)點(diǎn)位的選擇圖；
圖5為三維空間點(diǎn)視角計(jì)算圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011]如圖1-5所示，一種變電站場(chǎng)地監(jiān)控?cái)z像機(jī)建設(shè)部署建模方法，包括如下步驟:
1)通過對(duì)變電站二維圖紙信息的識(shí)別構(gòu)建變電站的三維信息場(chǎng)景；
2)在三維場(chǎng)景中設(shè)定模擬的攝像機(jī)點(diǎn)位；
3)通過三維空間點(diǎn)位視角計(jì)算，從而確定攝像機(jī)安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息。
[0012]進(jìn)一步的，步驟1)所述的通過對(duì)二維圖紙信息的識(shí)別構(gòu)建變電站的三維信息場(chǎng)景具體處理流程的步驟如下:
la)讀取變電站二維圖紙的所有信息，逐個(gè)提取每個(gè)圖元的信息，通常導(dǎo)入的二維圖紙為CAD繪制，圖元信息通過相應(yīng)的軟件提取，并進(jìn)行保存；
lb)根據(jù)所有獲取的圖元信息，確定提取得到變電站場(chǎng)地區(qū)域的長(zhǎng)度、寬度信息，所有的設(shè)備名稱以及所有設(shè)備在場(chǎng)地區(qū)域中的坐標(biāo)值(通常設(shè)備在場(chǎng)地區(qū)域的坐標(biāo)為長(zhǎng)方形區(qū)域)；
lc)根據(jù)提取的變電站場(chǎng)地區(qū)域的長(zhǎng)度、寬度信息，采用等比例變換的方式構(gòu)建二維場(chǎng)景模型，確定基本的變電站二維場(chǎng)景模型，根據(jù)所有設(shè)備在場(chǎng)地區(qū)域中的坐標(biāo)值以及形狀，進(jìn)一步確定在二維場(chǎng)景模型中設(shè)備所占區(qū)域，并進(jìn)行設(shè)備名稱的標(biāo)注，同時(shí)在二維場(chǎng)景模型中劃分出設(shè)備區(qū)域和非設(shè)備區(qū)域，從而將提供的CAD 二維圖紙轉(zhuǎn)換并構(gòu)建為可識(shí)別的變電站二維模型；
Id)通過圖紙中識(shí)別的變電站設(shè)備名稱，按照變電站設(shè)備名命規(guī)則，根據(jù)設(shè)備的名稱識(shí)別出設(shè)備的類型以及設(shè)備電壓等級(jí)，例如根據(jù)設(shè)備類型區(qū)分出設(shè)備為:斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、變壓器等信息，根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)確定設(shè)備的所承載的不同電壓值:500kV、220kV、110kV、35kV、10kV 等信息；
le)根據(jù)設(shè)備類型構(gòu)建基本的設(shè)備三維簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)模型，再進(jìn)一步根據(jù)設(shè)備的電壓等級(jí)確定設(shè)備的安全高度，從而確定設(shè)備的三維模型高度，再按照同比例放大或者縮小，將設(shè)備4三維簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)模型按照高度伸縮比例進(jìn)行伸縮，從而形成場(chǎng)景中每個(gè)設(shè)備的三維模型；
If)構(gòu)建三維場(chǎng)景:將已構(gòu)建的變電站二維模型作為變電站三維模型的底面，將構(gòu)建的每個(gè)設(shè)備4的三維模型根據(jù)設(shè)備在二維模型中的