[发明专利]一种基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法

权利要求书

1.一种基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取若干真实场景下的输电线路图像，并以真实场景下的输电线路图像构建输电线路图像数据集，再对真实场景下的输电线路图像进行几何变换，然后进行裁剪、拼接、亮度及对比度变换，以扩充输电线路图像数据集，再仿真输电线路中各部件的图像，同时模拟导线散股断股场景拍摄图像，以进一步扩充输电线路图像数据集，最后对输电线路图像数据集中的若干输电线路图像进行数据增强，再利用数据增强后的输电线路图像对EfficientDet网络进行训练及测试，并选择基础网络进行改进，然后利用改进后的EfficientDet网络进行输电线路故障检测，完成基于EfficientDet网络的输电线路故障检测；

具体包括以下步骤：

1)获取真实场景下输电线路各部件的图像，并以此作为原始样本；

2)对步骤1)中的原始样本进行平移、旋转及拼接操作，同时仿真输电线路关键部件的图像，并模拟导线散股断股场景拍摄图像，以扩充输电线路图像的数量；

3)使用标注工具对输电线路图像数据集中的图像进行标签标注；

4)对真实场景下的输电线路图像进行数据增强，然后再通过各输电线路图像构建输电线路图像数据集；

5)利用步骤4)中的输电线路图像数据集训练并测试EfficientDet D0～D3网络，然后通过对比训练及测试后的D0～D3网络的性能指标，最终选择网络模型作为基础网络；

6)对基础网络中的特征融合模块进行改进及设计anchor，然后利用改进后的网络进行输电线路故障检测；

步骤5)中，EfficientDet网络包含EfficientDet D0-D7共八个网络，EfficientDetD0-D7网络的输入图像尺寸来越大、网络的深度越深，则检测精度依次提升但检测速度变慢且模型参数量有所增加，分别对EfficientDet D0～D3网络进行训练，利用训练好的EfficientDet D0～D3网络分别对故障数据集中的测试集进行故障检测，选定综合性能最佳的作为基础网络；

步骤6)中，改进后EfficientDet网络中特征融合层的层数为3层或者4层。

2.根据权利要求1所述的基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法，其特征在于，步骤2)的具体操作为：

对真实场景下采集到的输电线路图像进行平移、旋转、裁剪、拼接、亮度和对比度变换，以增加输电线路图像数目；

利用3ds Max软件仿真输电线路图像，同时建立输电线路各部件的三维模型，然后分别增加到晴天、阴天、雪地、树林、农田、住宅区及河流的背景环境下，以增加输电线路图像；

利用3ds Max软件仿真图像，先建立输电线路各类部件三维模型，再分别在晴天、阴天、雪地、树林、农田、住宅区和河流不同背景环境下对模型进行渲染，以扩充输电线路数图像据集；

利用Photoshop图像处理软件，仿真输电线路中悬挂异物场景下的图像，以增加输电线路图像；

模拟导线断股散股场景，摆拍不同角度、光照条件下的导线不同损伤程度的图像，以增加输电线路图像。

3.根据权利要求1所述的基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法，其特征在于，步骤3)中，利用标注工具LabelImg对输电线路图像进行标签标注，其中，以绝缘子击穿和缺损、鸟害、接口断裂、绝缘子或导线不规则覆冰、异物短路、导线散股断股为待标注的目标区域。

4.根据权利要求1所述的基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法，其特征在于，步骤4)中采用Mixup方法、CutMix方法及Mosaic方法对数据进行增强。

5.根据权利要求1所述的基于EfficientDet网络的输电线路故障检测方法，其特征在于，步骤6)中，采用基于K-means的聚类算法设计EfficientDet网络中anchor的尺寸并设计新的anchor分配方式。