[發(fā)明專利]基于視頻圖像智能前端的變電設(shè)備缺陷診斷方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110364984.1
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112733824B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊寧;高飛;楊洋;李麗華;張博文;韓帥;賈鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V20/10;G06Q10/00;G06Q50/06;G01N21/88;G07C1/20;H04N7/18
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

1.一種基于視頻圖像智能前端的變電設(shè)備缺陷診斷方法，其特征在于，用于設(shè)置于變電站內(nèi)不同位置的多個視頻圖像智能前端，包括：

視頻圖像智能前端設(shè)置有視頻圖像處理芯片和中央處理器，其中，中央處理器設(shè)置有嵌入式操作系統(tǒng)；視頻圖像處理芯片與通用嵌入式芯片及嵌入式操作系統(tǒng)配合，為中央處理器添加AI加速器功能；

攝像頭傳感單元采集變電設(shè)備的視頻圖像，其中，攝像頭傳感單元設(shè)置在視頻圖像智能前端，所述攝像頭傳感單元固定設(shè)置在可控云臺上，跟隨可控云臺擺動；

執(zhí)行輕量化實例分割模型處理所述視頻圖像，確定目標(biāo)主體的目標(biāo)中心值，其中，所述目標(biāo)主體為變電設(shè)備；

所述中央處理器根據(jù)所述目標(biāo)主體的目標(biāo)中心值和攝像頭傳感單元采集的圖像的畫面中心值計算偏移量；并根據(jù)所述偏移量，通過比例-積分-微分控制可控云臺，以使得目標(biāo)主體位于攝像頭傳感單元采集的畫面的中央；

攝像頭傳感單元實時采集變電設(shè)備視頻圖像，其中，由所述嵌入式操作系統(tǒng)通過比例-積分-微分控制可控云臺以使得作為目標(biāo)主體的變電設(shè)備位于攝像頭傳感單元采集的畫面的中央；

智能分析單元采用最優(yōu)調(diào)度方案，執(zhí)行輕量化缺陷識別模型處理所述視頻圖像，并根據(jù)處理結(jié)果，確定變電設(shè)備的缺陷；

其中，所述輕量化缺陷識別模型是由壓縮算法處理單元對獲取的變電設(shè)備圖像診斷模型執(zhí)行偽量化處理和/或剪枝處理后得到的；其中，所述壓縮算法處理單元運行在嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)；

其中，所述最優(yōu)調(diào)度方案是所述嵌入式操作系統(tǒng)協(xié)同視頻圖像處理芯片的硬件資源和中央處理器的硬件資源，對所述輕量化缺陷識別模型執(zhí)行算子調(diào)優(yōu)算法得到，并映射到中央處理器內(nèi)的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

在實時采集變電設(shè)備視頻圖像之前，還包括：

經(jīng)邊端側(cè)云邊協(xié)同組件和云端側(cè)云邊協(xié)同組件從云端服務(wù)器獲取變電設(shè)備圖像診斷模型，所述變電設(shè)備圖像診斷模型是根據(jù)變電站的典型視頻圖像及典型缺陷完成深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練及評估后生成的；其中，

所述邊端側(cè)云邊協(xié)同組件設(shè)置于所述視頻圖像智能前端；

所述云端側(cè)云邊協(xié)同組件設(shè)置于所述云端服務(wù)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

在根據(jù)變電站的典型視頻圖像及典型缺陷完成深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練及評估，生成所述變電設(shè)備圖像診斷模型時，

所述變電設(shè)備缺陷圖像診斷模型基于以下深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架中的一種或多種得到：YOLO、Faster RCNN、SSD和Mask RCNN；

在模型預(yù)測準(zhǔn)確度大于或等于預(yù)先設(shè)定的準(zhǔn)確度時，輸出所述變電設(shè)備缺陷圖像診斷模型的權(quán)重矩陣和模型參數(shù)。

4.一種基于視頻圖像智能前端的變電設(shè)備缺陷診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：

設(shè)置于變電站內(nèi)不同位置的多個視頻圖像智能前端；

每一所述視頻圖像智能前端包括智能攝像頭和智能前端板卡；

所述智能攝像頭固定設(shè)置在可控云臺上，跟隨可控云臺擺動；

所述智能攝像頭用于采集變電設(shè)備視頻圖像；

所述智能前端板卡設(shè)置有視頻圖像處理芯片和中央處理器，其中，中央處理器設(shè)置有嵌入式操作系統(tǒng)；所述視頻圖像處理芯片與通用嵌入式芯片及嵌入式操作系統(tǒng)配合，為中央處理器添加AI加速器功能；

所述智能前端板卡還設(shè)置有智能分析單元，所述智能分析單元用于采用最優(yōu)調(diào)度方案，協(xié)調(diào)視頻圖像處理芯片的硬件資源和中央處理器的硬件資源，執(zhí)行輕量化缺陷識別模型處理所述視頻圖像，并根據(jù)處理結(jié)果，確定變電設(shè)備的缺陷；

所述視頻圖像處理芯片和中央處理器還用于實例分割變電設(shè)備視頻圖像，并確定目標(biāo)主體的目標(biāo)中心值；

所述中央處理器還用于根據(jù)所述目標(biāo)主體的目標(biāo)中心值，執(zhí)行云臺視角自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法，控制可控云臺擺動，以使得目標(biāo)主體位于攝像頭傳感單元采集的畫面的中央。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，

所述智能攝像頭包括攝像頭傳感單元，所述攝像頭傳感單元為紅外攝像頭、可見光攝像頭或紫外攝像頭。