[发明专利]基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法有效

专利信息
申请号: 202010906630.0 申请日: 2020-09-01
公开(公告)号: CN112200178B 公开(公告)日: 2022-10-11
发明(设计)人: 郑含博;孙永辉;李金恒;刘洋;徐凯;马剑超;张潮海 申请(专利权)人: 广西大学
主分类号: G06V20/52 分类号: G06V20/52;G06V10/80;G06V10/774;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
代理公司: 武汉维盾知识产权代理事务所(普通合伙) 42244 代理人: 彭永念
地址: 530004 广西*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 基于 人工智能 变电站 绝缘子 红外 图像 检测 方法
【说明书】:

发明提供一种基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法,包括以下步骤:通过红外热成像仪获取变电站绝缘子的红外图像;对获取的图像通过算法进行预处理;对获取的数据集进行目标的标签处理;将数据集划分为训练集与测试集;构建改进特征融合单发多盒检测器的红外图像检测模型;使用数据集中的训练集进行该模型的训练与参数调节;使用数据集中的测试集对训练完毕的模型进行目标的检测,以证明其有效性;通过以上步骤实现变电站绝缘子的红外图像的自动检测。通过对模型的参数调整并增加一种特征增强模块,以提高模型对绝缘子的特征提取能力,从而确保对变电站绝缘子红外图像进行安全、实时的检测。

技术领域

本发明涉及电力设备运行状态安全监测领域,特别是一种基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法。

背景技术

随着中国用电需求的持续增长和电力系统规模的不断扩大,电力系统中变电站的安全性和稳定性越来越重要。绝缘子是电力系统中最常见的电气设备之一,它广泛用于电力系统中导体的绝缘和电气设备的机械支撑,因此绝缘子是影响变电站正常运行的关键因素之一。绝缘子大部分安装在自然环境下,由于长期暴露在自然环境中,绝缘子会发生各种故障。绝缘子的故障会严重威胁输变电线路的可靠运行,并危及变电站的正常运行,同时绝缘子的故障会给电力公司造成巨大的经济损失,因此有效地检测绝缘子以检查其工作状态非常重要。近年来,红外热成像(IRT)技术已广泛用于电气设备的状态监测。它可以通过检测设备的红外能量(即温度)的辐射来揭示电气设备中的各种类型的问题。温度是表征绝缘子状况的重要指标,机械故障、不正常的电气负载条件以及绝缘子的内部缺陷通常会出现异常的温度参数,并且红外图像技术具有非接触性,安全和实时的特点,因此红外图像监测已广泛用于电力设备运行状态安全监测领域。

对于绝缘子的检测是最重要并且最困难的任务之一,传统的检测是需要专业的工程师必须在高压带电条件下工作,这会带来很大的安全隐患,同时人工方式存在成本高,效率低,耗时长的弊端。随着人工智能技术的不断发展、算法的不断改进和模型在特征提取方面的显著提升,以深度学习为代表的人工智能理论与应用研究成为热点。例如:X. Y. Liu,H. Jiang, J. Chen, J. J. Chen, S. B. Zhuang and X. R. Miao. Insulatordetection in aerial images based on faster regions with convolutional neuralnetwork[J]. International Conference on Control and Automation, Wuhan, China,Apr. 2018, pp. 1082-1086。该文献提出了一种基于Faster R-CNN并结合无人机的绝缘子及其故障的检测方法,能够实现对绝缘子的有效监测。例如:W. G. Wang, Z. L. Wang, B.Liu, Y. C. Yang and X. B. Sun.Typical defect detection technology oftransmission line based on deep learning[J].2019 Chinese Automation Congress(CAC), Hangzhou, China, Nov. 2019, pp. 1185-1189。该文献提出一种基于SSD的传输线目标缺陷检测方法,通过多尺度训练和水平镜方法扩展训练样本,进一步提高目标检测的准确性。但在变电站中由于设备较多,获取的图片数据往往存在背景复杂和干扰信息较多的问题,因此目前对变电站绝缘子红外图像检测的效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法,能够减小干扰信息较多的影响,实现变电站复杂背景下绝缘子红外图像的有效监测,并能够大幅提高检测速度,有效利用运算资源。确保对变电站绝缘子安全、实时的检测。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法,包括以下步骤:

S1、通过红外热成像仪获取变电站绝缘子的红外图像;

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