[發明專利]一種基于改進yolov5算法的絕緣子破損檢測方法

在審

• 申請號: 202111269750.5
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113920107A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 紀超;王博雅;黃新波;王東旭;王亮;侯威;陳國燕;宋智偉
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06N3/08;G06N3/04;G06V10/774;G06V10/82;G06K9/62
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開了一種基于改進yolov5算法的絕緣子破損檢測方法，首先采集巡檢視頻獲得絕緣子圖片，將這些圖片進行旋轉、加噪、鏡像操作進行擴充，將擴充完成的絕緣子圖片作為真實絕緣子樣本庫；利用生成式對抗網絡GAN對真實絕緣子樣本庫中的圖片進行預處理，把缺陷絕緣子圖片與各種復雜背景融合，擴充缺陷絕緣子數據集得到絕緣子樣本擴充庫，將該數據劃分為訓練集和測試集，然后利用標注工具Labellmg對中選出的訓練集進行標注，并保存標注完成后絕緣子圖片的信息，得到樣本數據；對現有的目標檢測網絡yolov5進行改進，最終得到絕緣子缺陷檢測結果。本發明解決了現有技術中存在的雜環境下絕緣子檢測精度低的問題。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于改進yolov5算法的絕緣子破損檢測方法。

背景技術

隨著我國高壓、超高壓輸電線路的規模不斷擴大，造成了輸電線路巡檢的不便。這些年來，計算機視覺技術發展迅速，使人們對視覺領域有了新的認識，計算機視覺技術正在潛移默化地影響人們的生活，為電力系統安全檢測提供了技術支持。在計算機技術還沒有成熟之前，只能通過人工對絕緣子進行識別和篩選，容易產生視覺疲勞，使巡檢效率下降。在計算機技術成熟的今天，它已經可以代替人力對絕緣子的高清圖片進行識別，使電力巡檢向完全自動化的方向發展，實現了真正意義上的智能電網。

無人機成像平臺是由無人機附帶的成像設備以及成熟的計算機視覺技術搭建而成的，輸電線路的巡檢方式由最為傳統的人工巡檢轉向更高效的無人機巡檢。無人機承載的高清攝像機可以拍攝出輸電線路上絕緣子的高清圖片，這些圖片包含每個桿塔上的GPS數據以及每一個絕緣子上的標簽數據。如果能夠對于圖片中絕緣子信息準確地定位和甄別，就可以對后面進行絕緣子缺陷檢查和維護提供依據。無人機拍攝到的圖片由5G網絡傳送到客戶端，最后利用圖像識別技術進行復雜環境下絕緣子的缺陷檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于改進yolov5算法的絕緣子破損檢測方法，解決了現有技術中存在的在復雜環境下絕緣子檢測精度低的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于改進yolov5算法的絕緣子破損檢測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、采集巡檢視頻，通過巡檢視頻獲得絕緣子圖片，將這些圖片進行旋轉、加噪、鏡像操作進行擴充，將擴充完成的絕緣子圖片作為真實絕緣子樣本庫；

步驟2、利用生成式對抗網絡GAN對步驟1得到的真實絕緣子樣本庫中的圖片進行預處理，把缺陷絕緣子圖片與各種復雜背景融合，擴充缺陷絕緣子數據集得到絕緣子樣本擴充庫，將該數據劃分為訓練集和測試集，選擇其中20％作為測試集，80％作為訓練集；

步驟3、利用標注工具Labellmg對步驟2中選出的訓練集進行標注，并保存標注完成后絕緣子圖片的信息，得到樣本數據；

步驟4、對現有的目標檢測網絡yolov5進行改進，利用步驟3中得到的的樣本數據對改進后的目標檢測網絡yolov5進行迭代訓練，得到最佳的目標檢測網絡權重數據以及測試集的基準網絡；

步驟5、利用步驟4中得到的測試集的基準網絡處理步驟2中得到的測試集，得到絕緣子缺陷檢測結果。

本發明的特點還在于，

步驟1具體如下：

步驟1.1、通過無人機搭載的高清攝像頭拍攝大量的巡檢視頻，從巡檢視頻中獲得大量的絕緣子圖片；

步驟1.2、將步驟1.1中獲得的絕緣子圖片進行旋轉、加噪、鏡像操作，用以擴充數據集；

步驟1.3、將步驟1.1中獲得的絕緣子圖片和步驟1.2中擴充完成的數據集放在一起作為真實絕緣子樣本庫。

步驟2具體如下：