[發明專利]一種基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法

在審

• 申請號: 202010735272.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112001260A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 凌志勇;唐名峰;樊紹勝;吳長江;劉華飛;賈智偉;李志強;胡九龍;王璇;諶彬;易波;劉錚
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司株洲供電分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

本發明涉及電力巡檢技術領域，尤其涉及一種基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法。該方法包括以下步驟：S1、獲取電纜溝檢測現場的可見光圖像和紅外圖像，可見光圖像和紅外圖像的相機視角場一致；S2、利用圖像特征點匹配的方法，基于圖像顯著性的雙尺度融合方式對可見光圖像和紅外圖像進行融合，得到融合圖像；S3、將融合圖像輸入預先訓練的基于focal loss函數改進的Yolo_v3模型，得到電纜溝的故障信息；預先訓練的的基于focal loss函數改進的Yolo_v3模型為基于訓練樣本中的融合圖像及其對應的故障信息進行訓練后的模型。該方法解決了現有檢測方法中檢測信息不全面的技術問題。

技術領域

本發明涉及電力巡檢技術領域，尤其涉及一種基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法。

背景技術

隨著城市用電量的不斷增加，輸配電線路的數量逐漸增多，城市中原有的電力架空線路已然不堪重負。另外，架空線路還會占用城市地面公共空間，影響城市市容的美觀。由此，將輸配電線路設施放置于地下，是當今城市建設的主要趨勢。

然而，地下電纜溝內電力電纜長時間運行會導致電纜外絕緣老化放電，缺少對電纜溝內部積水、積潮的管理，加上在電纜溝中一些動植物尸體經過微生物分解產生的甲烷等可燃性氣體積累，最終可能引起地下電纜溝發生火災爆炸。目前，紅外熱成像技術和可見光成像技術在我國電力系統中應用日益廣泛，已成為開展電氣設備狀態檢查的必備手段。

但在實際應用中發現，單獨的紅外熱成像技術雖然可以檢測各種致熱型設備的溫度，但對比度較差，現場場景信息獲取不夠，對于電纜溝內部的細節如積水、積漬以及動植物尸體無法進行觀測。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法，其解決了現有檢測方法中檢測信息不全面的技術問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

本發明實施例提供一種基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法，包括以下步驟：

S1、獲取電纜溝檢測現場的可見光圖像和紅外圖像，可見光圖像和紅外圖像的相機視角場一致；

S2、利用圖像特征點匹配的方法，基于圖像顯著性的雙尺度融合方式對可見光圖像和紅外圖像進行分解和融合，得到融合圖像；

S3、將融合圖像輸入預先訓練的基于focal loss函數改進的Yolo_v3模型，得到電纜溝的故障信息；

電纜溝的故障信息包括電纜高溫破損和動植物尸體；

預先訓練的基于focal loss函數改進的Yolo_v3模型為基于訓練樣本中的融合圖像及其對應的故障信息進行訓練后的模型。

本發明實施例提出的基于紅外可見光圖像融合的電纜溝故障檢測方法，利用圖像特征點匹配的方法，基于圖像顯著性的雙尺度融合方式將紅外圖像和可見光圖像進行融合，將融合圖像輸入訓練好的基于focal loss函數改進的Yolo_v3模型，其可以更加全面地反映電纜溝及其周圍的場景信息，更準確地發現電纜破損放電、發熱等故障。

可選地，focal loss函數是基于交叉熵損失函數修改而成的函數。

可選地，focal loss函數滿足以下公式：

FL(p_t)＝-α_t(1-p_t)^γlog(p_t)