[發明專利]一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統及其建模方法

在審

• 申請號: 202010919200.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112651421A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 李學鈞;生紅瑩;戴相龍;蔣勇;何成虎;王曉鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇濠漢信息技術有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G07C1/20;G01N25/72
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 秦麗

本發明提供了一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統及其建模方法，包括：卷積神經網絡模塊，用于提取紅外輸電線路外破分割圖像特征；雙向循環神經網絡模塊，具有五個，位于所述卷積神經網絡模塊之后；解碼器模塊，用于將所述雙向循環神經網絡模塊輸出的特征圖的分辨率逐漸恢復到輸入圖像的分辨率；以及模型訓練模塊，用于對所述防外破監控系統進行訓練。本發明的一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統及其建模方法，構建了基于深度卷積神經網絡和雙向循環神經網絡的外破隱患分割網絡模型，能夠對前端巡檢采集到的紅外圖像進行智能分析，定位輸電線路外破隱患，保障了監控效果，極大降低了人員巡檢的勞動成本。

技術領域

本發明涉及輸電線路檢測技術領域，具體涉及一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統及其建模方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的增長和生活水平的提高，電力的需求也日益增加，電力系統電網規模的擴大和電力負荷的提高，使電力設備損壞、故障及嚴重時造成設備燒損等事故發生的可能性增加。為盡可能避免各類電力事故，減少事故導致的重大經濟損失勢在必行，刻不容緩。

通過人工方式巡檢耗時耗力，可靠性低。通過通信技術和傳感技術將實時監控圖片或者視頻傳輸到后臺可以降低巡檢工作量，但是仍需要后臺工作人員肉眼判斷是否存在外破隱患，工作量大且容易遺漏，沒有實現監測的智能化。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統及其建模方法，構建了基于深度卷積神經網絡和雙向循環神經網絡的外破隱患分割網絡模型，能夠對前端巡檢采集到的紅外圖像進行智能分析，定位輸電線路外破隱患，保障了監控效果，極大降低了人員巡檢的勞動成本。

為了實現以上目的，本發明采取的一種技術方案是：

一種紅外熱成像輸電線路防外破監測系統，包括：卷積神經網絡模塊，用于提取紅外輸電線路外破分割圖像特征，包括兩個DWBlock模塊以及兩個殘差模塊，紅外圖像依次輸出至DWBlock模塊、殘差模塊、DWBlock模塊以及殘差模塊；

雙向循環神經網絡模塊，具有五個，位于所述卷積神經網絡模塊之后；解碼器模塊，由若干層反卷積組成的上采樣層，用于將所述雙向循環神經網絡模塊輸出的特征圖的分辨率逐漸恢復到輸入圖像的分辨率；以及模型訓練模塊，所述解碼器模塊輸出至所述模型訓練模塊，所述模型訓練模塊用于對所述防外破監控系統進行訓練。

進一步地，所述DWBlock模塊依次由數據填充、縱向卷積操作、批歸一化處理、卷積操作和批歸一化處理構成，其中縱向卷積操作輸入通道數量和卷積核數量相同。

進一步地，所述數據填充操融合特征值；作指將所述紅外圖像或所述可見光圖像的邊界進行擴充，針對每個輸入x_i所述批處理歸一化過程為：x_i＝(x_i-u)/(sqrt((x_i-v)²)+e)，其中，u為輸入{x₁,x₂,x₃,…,x_n}的均值，v為輸入{x₁,x₂,x₃,…,x_n}的方差，e是一個小小偏置，防止分母趨向于0。

進一步地，對所述批處理歸一化的結果x_i進行了scale加上shift操作，即x_i＝scale*x_i+shift，其中scale和shift通過學習得到。

進一步地，當輸入為x時，所述殘差模塊輸出為F(x)+x。