便携式智能化建设远方巡视摄像机安装位置定位装置的技术研究与应用

便携式智能化建设远方巡视摄像机安装位置定位装置的技术研究与应用

李树林 吕猛 王元耀 赵艳兵 王祥勇

云南电网有限公司大理供电局 云南大理 671000

摘要：本论文提出了一种便携式智能化远方巡视摄像机安装位置定位装置，以解决变电站远方巡视摄像头安装位置不合理的问题。通过引入RTK定位技术，实现摄像头安装坐标与高度的精准测定，并将数据上传至北斗卫星系统，生成可视化的CAD图纸，便于预选最佳安装位置。替代传统基站，有效解决了传统摄像头安装位置不合理及反复调整的问题，提高了工作效率，适用于复杂环境下的远程监控需求。

关键词：巡视摄像机；摄像机安装；远方巡视

引言

随着变电站智能化建设的推进，视频监控系统在变电站远方巡视中得到了广泛应用。摄像头安装位置的选择直接影响监控覆盖率、图像清晰度和整体投资效率。然而，在实际工程中，摄像头的安装位置受限于现场条件、设备分布以及人眼视角的局限性，往往存在覆盖不全、监控盲区以及观测效果不佳等问题。这导致摄像头在安装后需要反复调整和重新布置，增加了施工和维护成本，降低了工作效率。尤其在较远距离巡视时，传统的安装方式无法有效获取摄像头的坐标、高度等精确参数，使得摄像头的选址与布点缺乏科学依据。

为了解决这些问题，本论文研究设计了一种便携式智能化建设远方巡视摄像头安装位置定位装置。引入了RTK定位系统，能够通过CORS账号与公用基站实现通讯，将摄像头的安装坐标、高度等数据上传至北斗卫星系统，成实时的CAD图纸，辅助选择最佳位置，加快作业效率，能够满足复杂环境下的安装需求。

1. 技术原理及设计

本论文设计的便携式智能化建设远方巡视摄像头安装位置定位装置，主要通过引入RTK（Real-Time Kinematic）定位系统，利用CORS（Continuously Operating Reference Stations）网络和北斗卫星通讯技术，实现对摄像头安装位置的精准定位与数据实时传输。其工作原理主要包括定位信号获取、数据传输、位置处理与显示三大环节[1]

（1）RTK移动站定位与数据获取

装置使用高精度的RTK移动站，并配备了通讯模块和电源模块。工作时，RTK移动站首先通过接入CORS账号与公用基站建立通讯连接，接收基准站的校正信号。CORS网络系统由多个连续运行的参考基站组成，可以提供基准点的实时定位数据，从而使RTK移动站能够基于差分算法获取自身的精确坐标信息（包括经度、纬度和高度）。通过这一方式，RTK移动站定位精度可以达到厘米级，满足摄像头安装过程中对位置精准度的高要求。

（2）公用基站与北斗卫星数据传输

RTK移动站获取到精准的坐标和高度信息后，通过公用基站将定位数据上传至北斗卫星系统。该过程中，CORS账号起到数据传输身份验证和通道连接的作用，从而确保定位数据在传输过程中的安全性和稳定性。北斗卫星接收公用基站传送的数据后，进一步通过卫星通讯将数据信息传输到用户端（如平板电脑等显示终端），使得现场数据能够跨区域、实时传输，有效解决了传统基站式定位在远程作业中的局限性[2]。

（3）平板电脑数据接收与处理

北斗卫星将RTK移动站定位的坐标信息传输至平板电脑上，平板电脑作为数据处理与显示终端，可以实时接收并解析定位信息。用户可查看摄像头预安装位置的具体坐标和高度参数，并显示生成对应的CAD图纸。

2. 装置结构及组成

本论文研究一种便携式智能化远方巡视摄像头安装位置定位装置，旨在解决变电站远方巡视过程中摄像头安装位置不合理、安装后效果不佳的问题。装置的设计包含绝缘伸缩杆、RTK定位装置、高清变焦摄像头、平板电脑以及可拆卸辅助装置等多个模块。各个组件之间紧密配合，实现了便携性、精确定位和高效安装的目标。如下图2结构示所示。

图2结构图

研制装置中绝缘伸缩杆采用了高强度碳纤维材料作为主要材料，以确保设备在使用时的绝缘性和轻便性。碳纤维不仅具有优异的绝缘特性，还能够有效减轻装置的整体重量，伸缩杆采用分段式结构设计，能够根据安装需求自由调整高度，并通过螺纹结构进行锁定，保证不同高度下的稳定性。

为了实现摄像头安装位置的精准预选，本研究引入了RTK（Real-Time Kinematic）定位技术。RTK装置由RTK模块、通讯模块和电源模块构成，可以通过CORS（Continuously Operating Reference Stations）账号与公用基站进行实时通讯，定位精度达到厘米级别，从而能够在复杂地形中准确测定摄像头的坐标和高度。RTK定位数据通过通讯模块上传至北斗卫星系统，并与平板电脑实时同步，生成可视化的CAD图纸，使安装人员能够直观地判断摄像头位置的合理性[3]。达到大大减少了摄像头位置反复调整的次数，从而提升了安装效率。

选用400万像素的高清变焦摄像头，并配备30倍光学变焦功能，以满足远方巡视过程中对高质量图像采集的需求。摄像头通过旋转座与绝缘伸缩杆固定，并能够进行360°全方位旋转，实现视角的灵活调节，有效消除监控盲区。而夹取支架则用于伸缩杆中部的辅助固定、方向调整及平板电脑的夹取。

为了方便实时查看定位数据，采用平板电脑作为数据接收与处理终端。平板电脑能够通过无线通讯接收RTK装置上传的定位坐标和高度数据，并在显示屏上生成可视化的CAD图纸。安装人员能够在施工前对预选位置进行充分的评估与确认，确保摄像头的安装位置覆盖率最优[4]。RTK控制器内置独立电源模块，支持可充电电池及低功耗模式，确保在无外部电源条件下持续运行，避免关键时刻断电。

3. 创新与应用前景

本项目研究的便携式智能化远方巡视摄像头安装位置定位装置在结构设计、定位技术及操作便捷性上实现了多项创新。首先，引入了高精度RTK（Real-Time Kinematic）定位技术，结合CORS网络和北斗卫星通讯，实现了厘米级的安装位置精准测定，并通过平板电脑生成实时CAD图纸，极大提升了摄像头安装位置选择的科学性[5]。装置在变电站、工业园区的远方巡视监控中具有广泛的应用前景，能够显著提升摄像头安装效率，减少因安装位置不当而导致的反复调整，从而有效降低人力和时间成本，为智能化巡检系统提供了可靠的技术支撑。

结束语

本论文设计的便携式智能化远方巡视摄像头安装位置定位装置，实现了摄像头安装位置的精准测定与高效布设。直观地呈现摄像头安装点的具体坐标与高度，提升了安装科学性和监控覆盖率，并且可快速适应多种复杂环境。装置解决了传统摄像头安装中定位不准、安装效率低及视角受限等难题，显著提高了远方巡视的工作效率，未来可广泛应用于变电站、输电线路及工业园区的智能化监控建设中。

参考文献

[1]艾 朋.CORS系统在工程测量中的应用研究[J].中国设备工程,2019,4(09):107-110．

[2]闫博.基于CORS系统的RTK技术在山区公路测量中的应用[J].长江工程职业技术学院学报,2022,39(01):9-10.

[3]邹国弘,盖维旭.基于深度学习的摄像头入侵检测技术研究[J].陇东学院学报,2024,35(02):14-17.

[4]高士峰,郑晋军,汪路元,等.北斗卫星注入校验信息传输时延分析及优化[J].航天器工程,2019,30(04):55-56.

[5]余紫娟,白志晨,王佳慧.基于坐标转换的空间定位系统[J].科技创新与应用,2020,(32):74-76.