[发明专利]一种基于无人机配电线路巡检的轻量级验收方法

说明书

本发明属于配电设备图像检测技术领域，涉及一种基于无人机配电线路巡检的轻量级验收方法，构建并训练轻量级ShuffleNetV2‑YOLOx目标检测网络，主干特征提取网络依次由Focus模块、CBS模块、最大池化层，三个ShuffleNetV2单元模块、3个CBS模块、感受野块组成；第三ShuffleNetV2单元模块输出的特征图经过CBS模块和上采样后与第一ShuffleNetV2单元模块输出的特征图进行多尺度特征融合，随后进入含ECA模块的第二个解耦头进行小尺度目标检测。本发明减少目标检测网络复杂度，加快推理速度，可用于无人机搭载进行配电设备检测，判断设备缺失与缺陷。

技术领域

本发明属于电力设备巡检技术领域，特别涉及一种基于无人机配电线路巡检的轻量级验收方法。

背景技术

配电线路巡检后设备完备性的查验是巡检验收的重要环节，需对配电线路的设备进行检测识别。基于无人机输电线路巡检的目标检测算法可大致分为两类：一阶段算法和两阶段算法。一阶段算法省略候选区域生成阶段，直接得到待检目标分类和位置坐标信息，有SSD、YOLO系列等算法；两阶段算法先对输入的图像选取可能包含待检测目标的候选区域，再对候选区域进行分类和位置回归以得到检测结果，有Fast R-CNN、Faster R-CNN等算法。

由于嵌入式无人机平台资源受限，现阶段YOLO系列算法模型复杂度较高，导致模型训练耗时长、占用计算资源大、输入图像尺寸受限、检测速度慢等问题，难以满足工业无人机配电线路巡检的实时性和高精度部署要求。且巡检配电线路巡检图像背景复杂、目标尺度多变、远距离拍摄低分辨率、小目标在图像中占比小以及建筑物树障遮挡目标。导致现阶段的无人机目标检测算法检测精度低，且存在大量目标漏检和误检。

发明内容

为了克服上述的不足和检测难点，本发明提出一种基于无人机配电线路巡检的轻量级验收方法。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种基于无人机配电线路巡检的轻量级验收方法，步骤为：

步骤S1：通过无人机巡检拍摄获取配电设备图像数据集，然后人工对采集的配电设备图像进行筛选清洗；将配电设备图像数据集中的配电设备图像按类别进行命名标注，针对样本较少的配电设备图像进行数据增强，最后划分训练集和验证集；

步骤S2：构建并训练轻量级ShuffleNetV2-YOLOx目标检测网络，然后使用训练后的轻量级ShuffleNetV2-YOLOx目标检测网络进行配电设备图像检测；所述轻量级ShuffleNetV2-YOLOx目标检测网络由主干特征提取网络和检测头网络构成；

所述主干特征提取网络依次由Focus模块、CBS模块（由卷积层、批归一化层、激活函数SiLU这三个网络层组成）、最大池化层，第一ShuffleNetV2单元模块、第二ShuffleNetV2单元模块、第三ShuffleNetV2单元模块、3个CBS模块、感受野块组成；

第三ShuffleNetV2单元模块输出的特征图经过3个CBS模块和上采样模块后与第一ShuffleNetV2单元模块输出的特征图进行多尺度特征融合，使得浅层特征和深层特征可以充分融合；

检测头网络包含两个解耦头、两个ECA模块；第一ShuffleNetV2单元模块和第三ShuffleNetV2单元模块进行多尺度特征融合得到新的特征图，随后进入含ECA模块的第二个解耦头进行小尺度目标检测。

进一步优选，所述第一ShuffleNetV2单元模块由3个ShuffleBlock1模块和1个ShuffleBlock2模块组成；第二ShuffleNetV2单元模块由7个ShuffleBlock1模块和1个ShuffleBlock2模块组成；第三ShuffleNetV2单元模块由3个ShuffleBlock1模块和1个ShuffleBlock2模块组成。