[發(fā)明專利]基于3D點云和深度學習的變電站設(shè)備檢測方法

在審

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• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112365455A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張繼勇;路榮豐
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州富陽富創(chuàng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/521;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州昱呈專利代理事務所(普通合伙) 33303
• 代理人: 雷仕榮

1.基于3D點云和深度學習的變電站設(shè)備檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，收集變電站設(shè)備的三維點云訓練數(shù)據(jù)；

S20，收集變電站設(shè)備的三維點云訓練數(shù)據(jù)；

S30，將標注好的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)輸入，輸入變電站設(shè)備點云檢測網(wǎng)絡進行訓練；

S40，通過S30中的變電站設(shè)備的數(shù)據(jù)訓練，生成相應變電站設(shè)備的字典；

S50，以S40中的字典為模板，對現(xiàn)實任意變電站設(shè)備的實時檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集變電站設(shè)備的三維點云訓練數(shù)據(jù)，為通過三維激光雷達在變電站內(nèi)進行掃描，隨機保存具有識別設(shè)備點云信息的掃描結(jié)果，并將其保存，作為訓練的數(shù)據(jù)；以設(shè)備的正前方為X軸，設(shè)備的右手邊為Y軸，利用右手準則建立三維坐標系，即設(shè)備的正上方為Z軸；點云的數(shù)據(jù)格式為n行4列，第一列分別記錄每個點的X軸坐標；第二列分別記錄每個點的Y軸坐標；第三列分別記錄每個點的Z軸坐標；第四列分別記錄每個點的激光信號反射強度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標注變電站設(shè)備的三維點云訓練數(shù)據(jù)，為通過三維點云標注軟件PCAT，對S10收集到的變電站設(shè)備三維點云數(shù)據(jù)進行標注，分別對每一張圖上每一個需檢測的設(shè)備均進行標注，分別標注出其GT框和每個設(shè)備的類別，GT框為通過對變電站內(nèi)要檢測設(shè)備進行標注得到的真實的該設(shè)備的3D模型框。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將標注好的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)輸入，輸入變電站設(shè)備點云檢測網(wǎng)絡進行訓練，包括以下步驟：

S31，輸入變電站設(shè)備點云數(shù)據(jù)；

S32，通過多層感知機提取每個點的相關(guān)特征；

S33，根據(jù)每個點的特征，提取出興趣點，并將背景點刪除；

S34，每個興趣點根據(jù)各點的特征預估各點的類別，并對其打上掩碼，根據(jù)每個興趣點可能在類別中的位置，生成對應的3D模型框；

S35，將S34中生成的每個3D模型框與GT框相比打分，然后根據(jù)NMS算法，將得分低的3D模型框均刪掉，只留下得分前四的框；

S36，通過池化層，將S35中留下的框規(guī)劃成一個框；

S37，將每個單獨變電站設(shè)備的框提出，并對每個變電站設(shè)備的框坐標進行統(tǒng)一化坐標；

S38，逐個對每個框中的每個興趣點再通過多層感知機提取框內(nèi)點的局部特征；

S39，將每個興趣點的局部特稱同該點的全局特征相結(jié)合，通過全連接層，判斷出該框內(nèi)的物體的類別；

S310，在知道框內(nèi)具體物體的情況下，根據(jù)興趣點的分布和特征，調(diào)整3D模型框的位置和大小，完成物體的檢測；

其中，所述GT框為通過對變電站內(nèi)要檢測設(shè)備進行標注得到的真實的該設(shè)備的3D模型框；NMS算法為非最大值抑制，對同一物體進行檢測，檢測出不同的結(jié)果，對不同的結(jié)果進行打分，并將打分非最大值的部分全部刪掉，只留下打分最高的結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以S40中的字典為模板，對現(xiàn)實任意變電站設(shè)備的實時檢測，為將三維激光雷達作為實時數(shù)據(jù)采集的傳感器，并利用其在變電站內(nèi)進行實時采集變電站設(shè)備的點云數(shù)據(jù)；再結(jié)合通過訓練階段得到的變電站設(shè)備的特征字典，完成對變電站設(shè)備的實時檢測。