[发明专利]一种基于残差网络融合异构数据的电缆状态检测方法

权利要求书

1.一种基于残差网络融合异构数据的电缆状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集连续时刻的多张电缆绝缘子的监控图像作为训练集，对采集的电缆绝缘子的原始监控图像进行预处理操作得到预处理后的监控图像，并通过人工标记的方式在预处理后的监控图像中标记电缆绝缘子的位置和类别；

步骤2、构建基于Resnet-50的Faster-RCNN网络模型，并定义Faster-RCNN网络的损失函数，将步骤1中预处理后的监控图像、预处理后的监控图像中电缆绝缘子锚框的位置和预处理后的监控图像中锚框的类别一并输入至Faster-RCNN网络模型进行微调训练，当训练迭代次数达到限定的最大次数或Faster-RCNN网络损失函数的Loss值小于阈值时停止迭代训练，选取过程中保存的最优的参数，即得到优化后Faster-RCNN网络；

步骤3、采集连续的多张将待检测的高压电缆监控图像，使用优化后Faster-RCNN网络来预测得到待检测的高压电缆监控图像中电缆绝缘子的位置，根据得到的电缆绝缘子位置对步骤3中的待检测的高压电缆监控图像进行剪裁，得到裁剪后的电缆绝缘子的图像，并通过相应的缩放操作变换为相同尺寸大小的图片；通过人工标记方式对裁剪后的电缆绝缘子图像的风险等级做类别标记，同一时刻的电缆绝缘子图像的风险等级和电缆结构化数据对应的风险等级一致；电缆绝缘子的风险等级一共分为d个等级，用数字1、2、…、d标识，数字越大，代表实际的风险越高，反之代表的风险越低；

步骤4、分别对待检测的高压电缆监控图像中的电缆绝缘子的湿度、电缆绝缘子的温度、电缆绝缘子的瞬时风速、电缆绝缘子的最大拉力、电缆绝缘子的最大拉力时风偏角进行归一化处理，依次得到预处理后的电缆绝缘子的湿度、预处理后的电缆绝缘子的温度、预处理后的电缆绝缘子的瞬时风速、预处理后的电缆绝缘子的最大拉力、预处理后的电缆绝缘子的最大拉力时风偏角；

步骤5、构建基于ResNet-18融合异构数据的高压电缆状态检测模型；将步骤3得到的裁剪后的电缆绝缘子图像、风险等级标签和步骤4得到的归一化处理后的湿度、温度、瞬时风速、最大拉力和最大拉力时风偏角结构化数据输入基于ResNet-18融合异构数据的高压电缆检测模型，模型最终输出为预测的电缆绝缘子的危险程度；采用随机梯度下降优化方法进行迭代训练，提高基于ResNet-18融合异构数据的高压电缆检测模型的检测性能，得到优化后的基于ResNet-18融合异构数据的高压电缆绝缘子风险预测模型；

步骤6、采集连续时刻的待识别的高压电缆的监控图像和电缆的湿度、温度、最大拉力，瞬时风速数据，进行预处理后，利用步骤5得到的优化后的基于ResNet-18融合异构数据的高压电缆检测模型对待识别数据进行处理，得到高压电缆状态的风险等级；结合优化后的Faster-RCNN检测模型输出的电缆绝缘子的位置，整个模型最终得到的输出为电缆的位置和危险程度其中(x，y)为待识别数据中的电缆绝缘子预测框的中心点坐标，w、h分别为待识别数据中的电缆绝缘子预测框的宽度和高度，分别代表待识别数据中的电缆绝缘子的d个危险等级1～d的归一化后的概率预测值，其中的最大值即为最终预测的电缆绝缘子的危险程度。