[发明专利]基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法、系统及介质，本发明基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法包括输入包含防振锤的输电线路图像，基于输电线路图像检测防振锤目标得到防振锤边界框的宽度和高度，并检测防振锤左侧顶点、右侧顶点、线夹体中点三个关键点的存在状态值和坐标值，根据防振锤左侧顶点、右侧顶点、线夹体中点三个关键点的存在状态值和坐标值判断防振锤是否出现锤头缺失、锤头松动和形变的缺陷，完成对防振锤缺陷的检测。本发明能够在不同尺度、不同光照强度下准确地识别出输电线路上的防振锤并检测出多类型的防振锤缺陷，具有准确度高、泛化性好的优点，可广泛应用于输电线路巡检作业。

技术领域

本发明涉及输电线路防振锤的故障检测技术，具体涉及一种基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法、系统及介质。

背景技术

我国架空输电线路所处地理环境复杂，长期暴露在自然环境中，容易受到恶劣气候和外力的影响，线路故障频繁发生。为了保障电力系统的安全稳定运行，避免因输电线路各部件故障而带来的安全隐患，定期对输电线路巡检是十分有必要的。输电线路上的防振锤主要是为了减少输电导线因风力扯起振动而设计的。架空输电线路杆塔较高，档距较长，风力作用导致导线发生振动。导线振动对导线的悬挂点极为不利，由于多次长久的振动，导线因周期性的拗折而发生破损或断股，因此在输电线路上悬挂导线线夹附近的位置安装一定数量的防振锤，在导线发生振动时，防振锤也随着上下运动，产生一个与导线振动不同步甚至相反的作用力，吸收、减弱导线振动的能量，从而减少导线的振幅。而若线路上的防振锤出现锤头缺失、锤头松动和防振锤形变等缺陷，将导致防振锤结构上的不对称，容易出现防振锤偏离的情况，从而使防振锤失去有效的防振作用。而传统的人工巡检耗时耗力且不可靠，无人机或机器人巡检目前尚不能自动检测，因此，采用计算机视觉技术对输电线路图像进行识别与定位，进而实现防振锤缺陷的自动检测很有必要。

目前对于输电线路防振锤缺陷的检测研究只停留在输电线路上防振锤的识别与定位，关于其缺陷的研究比较少。而防振锤的识别方法主要是以传统图像技术和传统的机器学习。文献“基于随机Hough变换的OPGW防振锤识别”将输电线路图像转换到霍夫空间，并通过约束导线的倾斜角识别输电导线，约束防振锤两侧锤头的圆弧所在圆的半径与圆心坐标，实现输电线路上的防振锤检测。文献“基于类Haar特征与级联AdaBoost算法的防振锤识别”将类Haar特征与级联Adaboost算法应用于输电线路防振锤的识别，由于机器学习具有一定泛化性，该方法虽然一定程度上解决了单一类型防振锤的识别问题，但存在如下缺陷：传统的图像技术由于需要人工设计特征算子，而防振锤种类多，其在输电线路上的背景较复杂，容易受到光照和异物遮挡的影响。人工设计的特征无法全面的表达防振锤的特征信息，这导致在识别防振锤时容易出现误检和漏检的情况。而传统的机器学习算法对采集的样本图像要求较高，提取的特征较为单一，无法学习到防振锤的高层特征，以至于不能达到较好的泛化性，不适用于实际的输电线路巡检作业中。同时这些方法没有对防振锤缺陷检测做出研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法、系统及介质，本发明能够在不同尺度、不同光照强度下准确地识别出输电线路上的防振锤并检测出多类型的防振锤缺陷，具有准确度高、泛化性好的优点，可广泛应用于输电线路巡检作业。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于关键点检测的防振锤缺陷视觉检测方法，实施步骤包括：

1)输入包含防振锤的输电线路图像；

2)基于输电线路图像检测防振锤目标得到防振锤边界框的宽度和高度，并检测防振锤左侧顶点、右侧顶点、线夹体中点三个关键点的存在状态值和坐标值；

3)根据防振锤左侧顶点、右侧顶点、线夹体中点三个关键点的存在状态值和坐标值判断防振锤是否出现锤头缺失、锤头松动和形变的缺陷，完成对防振锤缺陷的检测。