[发明专利]一种嵌入式继电保护压板投退状态识别方法及装置

权利要求书

1.一种嵌入式继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，采集包含压板的继电保护屏图像，构建压板数据集；

步骤2，构建压板位置检测网络及压板状态识别网络；所述压板位置检测网络的输入为待识别的继电保护屏图像，输出为每个压板的区域位置；

所述压板状态识别网络为对比网络，输入为当前压板区域图像和上次采集的压板区域图像，输出为两幅压板区域图像的状态一致性；

所述压板位置检测网络包括依次设置的特征提取模块、解码模块和目标输出模块，其中，

所述特征提取模块，用于提取图像的特征并进行编码；

所述解码模块，用于对提取到的特征进行解码输出，经解码后的特征图尺寸为输入图像的1/4；

所述目标输出模块，用于根据解码模块信息输出压板的位置、尺寸、置信度；

所述特征提取模块以ResNet网络中的残差模块为基础进行构建，所述解码模块以转置卷积为基础进行构建，所述目标输出模块以卷积层模块构建，在解码模块后，经过2层卷积操作，输出3通道的特征图，分别表征压板的位置、宽度、高度；

具体地，特征提取模块的主干网络包括依次设置的：

步长为2的7×7卷积层，步长为2的3×3最大值池化层，输出特征图尺寸为输入图像1/8的残差网络模块，输出特征图尺寸为输入图像尺寸1/16的残差网络模块，以及输出特征图尺寸为输入图像尺寸1/32的残差网络模块；

解码模块的主干网络包括依次设置的：

输出特征图尺寸为输入图像尺寸1/16的转置卷积模块，输出特征图尺寸为输入图像尺寸1/8的转置卷积模块，以及输出特征图尺寸为输入图像尺寸1/4的转置卷积模块；

目标输出模块的主干网络包括依次设置的：

步长为1的3×3卷积层，步长为1的1×1卷积层；

设输入图像为I∈R^W×H×3，W为图像的宽度，H为图像的高度，3为图像的通道数，经过特征提取模块、解码模块、目标输出模块后输出为输出的3个特征图尺寸为输入图像的1/4，通道数为3，分别表征压板位置特征图、压板宽度特征图、压板高度特征图；其中压板位置特征图的取值范围为[0,1]，数值表示当前位置为压板中心点的置信度，Y_x,y,0＝1表示位置(x,y)处为压板中心点，Y_x,y,0＝0表示位置(x,y)处为背景；压板宽度和高度特征图的取值范围为非负数，表示当前位置压板的宽度和高度；

步骤3，将压板位置检测网络及压板状态识别网络视为整体，对该整体网络进行训练；

步骤4，利用训练好的网络模型对待检测压板图像进行识别输出。

2.根据权利要求1所述的嵌入式继电保护压板投退状态识别方法，其特征在于，步骤1所述采集包含压板的继电保护屏图像，构建压板数据集，具体包括：

步骤1-1，采集压板图像；

步骤1-2，构建压板位置检测数据集：采用矩形框对图像中的压板区域进行标注，标注数据包括矩形左上角坐标与右下角坐标；

步骤1-3，构建压板状态识别数据集：对步骤1-2标注的压板区域进行投退状态标注，开为0，关为1，同时标注上一次采集到的图像名称、压板区域位置、压板投退状态；

步骤1-4，对所述压板位置检测数据集和压板状态识别数据集进行一一对应合并，形成压板数据集；

步骤1-5，按预设的比例n₁:n₂:n₃对上述压板数据集进行随机抽样，构建训练集、验证集和测试集；其中n₁+n₂+n₃＝1。