[發明專利]輸變電設備表面局放智能檢測方法及無人機融合紫外系統

有效

• 申請號: 202210127072.7
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114167245B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 吳軍;程繩;付思詩;時偉君;易芬芬;董曉虎;杜勇;毛竹;王曼;董瓊;胡昀;孟浪;魏莉芳;王薇;洪晴
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司超高壓公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06N3/04;G06V20/20
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

1.一種輸變電設備表面局放智能檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括：

1)多旋翼無人機融合紫外成像模塊在預置位懸停，采集輸變電設備表面的可見光圖像與紫外圖像，并將可見光圖像和紫外圖像傳輸至數據處理與控制模塊；

2)數據處理與控制模塊通過其內嵌的實時目標識別模型識別可見光圖像中的輸變電設備，生成輸變電設備的標注框，并計算標注框面積，代替所述輸變電設備的本體面積，同時，記錄標注框的中心位置；

3)數據處理與控制模塊通過紫外圖像識別是否存在電暈放電的紫外放電光斑：若存在放電光斑，記錄放電光斑的中心位置，并計算放電光斑面積與輸變電設備表面面積的比值；若不存在放電光斑，則執行其他的巡檢任務；

4)放電光斑面積與所述輸變電設備的表面面積的比值若大于0.1，無法清晰觀測到準確的放電光斑位置，則通過數據調節模塊輸出增益調節指令對紫外圖像的增益進行梯度值調節，直至放電光斑面積與所述輸變電設備的表面面積的比值小于0.1；

5)數據處理與控制模塊再次對可見光圖像中的所述輸變電設備的各個部件進行識別，對各個部件生成標注框，同樣以標注框面積代替各個部件的本體面積，并記錄各個部件的中心位置；

6)對比各個部件的中心位置與放電光斑的中心位置，找出放電光斑的中心位置與部件的中心位置在同一區域內，則比較部件面積和放電光斑面積的大小：若部件面積大于放電光斑的面積，標記放電光斑和可見光圖像并給出放電位置；若部件面積小于放電光斑面積，則繼續通過數據調節模塊輸出增益調節指令對紫外圖像的增益進行梯度調節，直至部件面積大于放電光斑面積，標記放電光斑和可見光圖像并給出放電位置，并通過內部圖像算法判斷出缺陷類別。

2.根據權利要求1所述的輸變電設備表面局放智能檢測方法，其特征在于：所述數據處理與控制模塊包括圖像處理模塊和控制調節模塊，其中，所述圖像處理模塊內嵌AI處理核，運行yolov3目標檢測算法；所述控制調節模塊包括增益調節子模塊。

3.根據權利要求2所述的輸變電設備表面局放智能檢測方法，其特征在于，所述步驟2)中，數據處理與控制模塊基于yolov3目標檢測算法，以Darknet53為主干特征提取信息，對可見光圖像進行下采樣，并壓縮可見光圖像的寬和高，獲得可見光圖像的特征層。

4.根據權利要求3所述的輸變電設備表面局放智能檢測方法，其特征在于：基于yolov3目標檢測算法共提取三個可見光圖像的特征層；利用可見光圖像的三個特征層進行FPN金字塔加強特征，最后整合三個特征層的特征，獲得預測結果：

a)判定是否存在輸變電設備或輸變電設備的各個部件類別；

b)若存在輸變電設備，則輸出輸變電設備所在標注框中心點的橫、縱坐標以及所屬標注框的高和寬，若不存在輸變電設備，則再選定其他可見光圖像。

5.根據權利要求1所述的輸變電設備表面局放智能檢測方法，其特征在于：所述步驟3)中，放電光斑面積的求解的計算公式為：

式中：M和N分別為可見光圖像與紫外圖像疊加后所獲得的圖像的寬和高；

B(i,j)為形態學濾波后的二值圖像，表示在像素點(i,j)處的灰度值。

6.一種基于權利要求1所述檢測方法的無人機融合紫外系統，其特征在于，所述系統包括：

多旋翼無人機，包括飛控系統和飛行平臺，能夠根據作業要求設置飛行航線和快門指令，在輸變電設備的上空飛行；

紫外成像模塊，包括紫外成像儀，并設置于多旋翼無人機上，能夠獲取輸變電設備表面的可見光圖像和紫外圖像；

數據處理與控制模塊，包括圖像處理模塊和控制調節模塊，其中，圖像處理模塊接收紫外成像模塊傳輸的可見光圖像和疊加了紫外信號的紫外圖像，并通過控制調節模塊調節紫外圖像的增益，同時，數據處理與控制模塊根據紫外圖像處理的結果，進行紫外缺陷識別。