(19)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 202210571061.8 (22)申请日 2022.05.24 (71)申请人 国网陕西省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 710054 陕西省西安市国家民用航天 产业基地 航天中路6 69号 申请人 哈尔滨工业大 学 （深圳） 　 江苏复迪电气科技有限公司 (72)发明人 欧阳超　李静侃　高峰　魏昊焜　 王南　王辰曦　唐露甜　高坤　 张海军　李群　杨彪　李天宇　 马磊　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 朱海临(51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06Q 50/06(2012.01) G06V 20/40(2022.01) (54)发明名称 一种预测输电线路风向和风速的方法、 系 统、 设备及 介质 (57)摘要 本发明属于电网监测技术领域， 涉及一种预 测输电线路风向和风速的方法， 通过目标检测方 法检测出视频帧中每根电线的像素点区域， 然后 匹配两帧之间电线的像素点区域； 通过双目匹配 方法计算两帧图像在重叠区域的深度值之差， 并 将深度值之差作为电线纵向的偏移； 计算两帧图 像各独有区域之间的平均距离得出电线横向的 偏移； 爬取历史天气数据得到视频拍摄 当天的风 向和风速， 并将两者作为监督信息， 将电线纵向 和横向的偏移作为训练样本， 训练一个随机森 林 分类模型， 并在测试数据上得到风向和风速两个 属性的类别。 通过像素匹配的方法计算输电线的 扰动， 能够更好地被应用在强风天气下风力的预 测， 并根据风力级别提出 预警， 确保供电平稳。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115049976 A 2022.09.13 CN 115049976 A 1.一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过目标检测方法检测出视频帧中每根电线的像素点区域； S2、 匹配两帧图像之间电线的像素点区域， 得出相同位置的一组电线的重叠区域和各 自的独有区域； S3、 通过双目匹配方法计算两帧图像在重叠区域的深度值之差， 并将深度值之差作为 电线的纵向偏移； 计算两帧图像各独有区域之间的平均距离， 并将平均距离作为电线的横向偏移； S4、 根据摄像头拍摄的时间和地点， 爬取历史天气数据， 获取指定时间地点的风向和风 速； 将S3获得的纵向偏移和横向偏移与风向、 风速共 同组成训练数据， 输入随机森林分类 模型中进行训练， 得到预测模型； S5、 获取实际的图像， 经过S1 ‑S3处理后， 输入所述预测模型， 对输电线路场景中风向和 风速进行 预测。 2.根据权利要求1所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， S1中， 采 用Cascade  Mask R‑CNN模型检测输电线路监控摄像头拍摄的图像的电线， 并输出每根电线 的像素点 位置； 所有像素点 位置连接起 来形成像素点区域； 像素点位置使用一个大小为图像的分辨率的0 ‑1掩膜表示， 1代表该像素点是电线， 0代 表该像素点是背景。 3.根据权利要求2所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， S2具体 为： 针对第一幅图像中检测出的各电线区域， 计算与第二幅图像中各电线区域的相交 “1” 的个数， 取第二幅图像中相交 “1”最多的区域作为第一幅图像的电线区域的一个匹配区域； 设定相交“1”的阈值为X， 若两个区域相交 “1”的个数小于X， 则判定两个区域不相匹配； 若两个区域相交 “1”的个数若大于等于X， 则判定 两个区域相匹配； 计算匹配成功的一组电线的重 叠区域和独有区域。 4.根据权利要求3所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， 在匹配之 前， 对两帧图像的两个区域分别使用形态学膨胀的方法， 然后再 取交集。 5.根据权利要求1所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， S3中， 通 过双目匹配方法计算两帧图像在重 叠区域的深度值之差的具体过程 为： 通过双目摄 像机标定得 出摄像机的相关参数； 通过相关参数， 将右目图像融合到左目图像上， 并得到三维重建后图像的深度图； 两帧图像的深度图相减， 并结合S2得到的重 叠区域， 得到深度值之差 。 6.根据权利要求5所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， 摄像机的 相关参数包括焦距、 成像原点、 径向畸变参数、 切向畸变参数及双目摄像头之间的相对位 置。 7.根据权利要求1所述的一种预测输电线路风向和风速的方法， 其特征在于， S3中， 计 算两帧图像各独有区域之间的平均距离的具体过程 为： 考虑到两个区域包含像素点的数量不同， 计算包含像素数量少的独有区域中每个像素 距离另一个独有区域任意像素的最短欧氏距离， 最后 将最短欧氏距离相加并除以像素总数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115049976 A 2得到每一组电线独有区域之间的平均距离； 同时， 考虑两个区域的相对位置关系以确定电线横向偏移 的方向， 统计最短欧氏距离 匹配的每对像素点的偏移方向； 最终， 将每一组独有区域的平均距离相加并取平均得到最终的平均距离 。 8.一种预测输电线路场景中风向和风速的系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于基于双目摄像机采集的数据， 通过目标检测方法检测出视频帧中 每根电线的像素点区域； 像素匹配模块， 用于匹配两帧图像之间电线的像素点区域， 得出相同位置的一组电线 的重叠区域和各自的独有区域； 纵向偏移计算模块， 用于通过双目匹配方法计算两帧图像在重叠区域的深度值之差， 并将深度值之差作为电线的纵向偏移； 横向偏移计算模块， 用于计算两帧图像各独有区域之间的平均距离， 并将平均距离作 为电线的横向偏移； 历史数据获取模块， 用于根据摄像头拍摄的时间和地点， 爬取历史天气数据， 获取指定 时间地点的风向和风速； 训练模块， 用于将获得的纵向偏移和横向偏移与风向、 风速共同组成训练数据， 输入随 机森林分类模型中进行分类， 得到预测模型。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器 上运行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1至 7任意一项所述预测输电线路风向和风速的方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至7任意一项 所述预测输电线路风向 和风速的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115049976 A 3