[發(fā)明專利]輸電線路覆冰識(shí)別模型訓(xùn)練方法、識(shí)別方法及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110539796.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN113449769A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永蘭;焦波;魏阿明;呂龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06K9/32;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京金信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 喻嶸

本申請(qǐng)公開了一種輸電線路覆冰識(shí)別模型訓(xùn)練方法、識(shí)別方法及存儲(chǔ)介質(zhì)，訓(xùn)練方法包括：獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其中，訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括正樣本和負(fù)樣本，正樣本為包含覆冰目標(biāo)的輸電線路覆冰圖像，負(fù)樣本為不包含覆冰目標(biāo)的輸電線路覆冰圖像；基于預(yù)設(shè)的分類類別對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注；構(gòu)建Faster RCNN識(shí)別模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練Faster RCNN識(shí)別模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，得到用于識(shí)別輸電線路的覆冰狀態(tài)的Faster RCNN識(shí)別模型。本申請(qǐng)基于Faster RCNN深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到輸電線路覆冰識(shí)別模型，能快速、準(zhǔn)確識(shí)別出輸電線路圖像中的覆冰故障，有效提高模型的識(shí)別準(zhǔn)確率和魯棒性，并提高模型的泛化能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電線路覆冰識(shí)別模型訓(xùn)練方法、識(shí)別方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和電力技術(shù)的迅速發(fā)展，架空輸電線路已經(jīng)遍布全國(guó)各個(gè)省市地區(qū)，電能也成為人們?nèi)粘Ｉ钜约肮I(yè)發(fā)展須臾不可離的能源。在輸電線路中，絕緣子起著機(jī)械連接和電氣絕緣的作用，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于電力系統(tǒng)的部分輸電線路常年運(yùn)行于野外，歷經(jīng)冰、霜、雪、雨的侵蝕，線路上的導(dǎo)線和絕緣子很容易發(fā)生覆冰現(xiàn)象，覆冰不僅影響輸電線路輸送電壓的穩(wěn)定性，導(dǎo)致輸電效率大大降低，而且當(dāng)覆冰積聚過(guò)厚時(shí)還會(huì)發(fā)生絕緣子閃絡(luò)或擊穿導(dǎo)致線路跳閘，甚至發(fā)生輸電導(dǎo)線舞動(dòng)后的斷裂和輸電桿塔的倒塌，這嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)輸電線路絕緣子覆冰情況的及時(shí)有效監(jiān)測(cè)已成為了維護(hù)輸電線路安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要手段，也是確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，開展輸電線路絕緣子覆冰圖像自動(dòng)識(shí)別方法的研究至關(guān)重要。

由于我國(guó)幅員遼闊，輸電線路也有一部分必須經(jīng)過(guò)高海拔以及野外地區(qū)，所以輸電線路常年在受到低氣溫、強(qiáng)風(fēng)雪的氣候影響下，對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。目前國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)公司對(duì)于輸電線路絕緣子覆冰識(shí)別主要通過(guò)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工巡檢和直升機(jī)巡檢；還有一種方法就是通過(guò)固定在輸電塔桿上的拍攝設(shè)備采集輸電線路圖像，利用傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)，先對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括對(duì)采集圖像進(jìn)行灰度化和圖像增強(qiáng)，然后利用邊緣提取算法提取出目標(biāo)物體的邊緣，最后通過(guò)計(jì)算比較未覆冰原始圖像與覆冰后的圖像像素值的變化來(lái)判斷是否覆冰，以及進(jìn)一步判斷輸電線路絕緣子的覆冰厚度。但是這類方法往往只適用于特定機(jī)位、特定角度拍攝的圖像，并且對(duì)于輸電線路現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的背景環(huán)境泛化能力較差，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)獲得的輸電線路圖片識(shí)別效果較差。現(xiàn)在也有一些電力公司使用無(wú)人機(jī)拍攝圖像，但是，識(shí)別的方法依然通過(guò)人工識(shí)別或者傳統(tǒng)的圖像處理技術(shù)進(jìn)行分辨，工作量依然比較大，不適合電力系統(tǒng)在巡檢時(shí)所采集的海量圖像信息。現(xiàn)有技術(shù)中，由于需要人工去辨別輸電線路覆冰狀態(tài)，受到主觀因素的影響較大，結(jié)果可能不盡相同；而且，由于輸電線路覆冰多發(fā)生在野外，人工巡檢不僅危險(xiǎn)，所投入的人力成本較高。基于圖像處理技術(shù)識(shí)別覆冰狀態(tài)泛化能力較弱、精度低，不適用于處理輸電線路現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜背景的圖片。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種輸電線路覆冰識(shí)別模型訓(xùn)練方法、識(shí)別方法及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中從輸電線路圖像中識(shí)別出輸電導(dǎo)線和絕緣子覆冰等故障速度較慢以及精度較低的問(wèn)題；同時(shí)，還能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中輸電線路覆冰識(shí)別模型泛化能力較弱、圖片處理能力不足的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例采用了如下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種輸電線路覆冰識(shí)別模型的訓(xùn)練方法，包括：

獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其中，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括正樣本和負(fù)樣本，所述正樣本為包含覆冰目標(biāo)的輸電線路覆冰圖像，所述負(fù)樣本為不包含覆冰目標(biāo)的輸電線路覆冰圖像；

基于預(yù)設(shè)的分類類別對(duì)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注；

構(gòu)建Faster RCNN識(shí)別模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)訓(xùn)練所述Faster RCNN識(shí)別模型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，得到用于識(shí)別輸電線路的覆冰狀態(tài)的Faster RCNN識(shí)別模型。

在一些實(shí)施例中，獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：