[发明专利]基于无人机自主视觉的初级配电系统瓷绝缘子检测方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机自主视觉的初级配电系统瓷绝缘子检测方法，包括以下步骤：1)采集包含正常和故障的瓷绝缘子的原始图像；2)对原始图像进行预处理，包括原始图像增广、模糊图像重建和弱光图像增强，并对预处理后的图像进行质量评估，剔除不符合质量要求的图像并标记后形成训练数据集；3)构建瓷绝缘子故障检测模型，并根据训练数据集采用两步微调的方式进行训练，并根据训练后的瓷绝缘子故障检测模型进行瓷绝缘子的故障检测。与现有技术相比，本发明具有检测精度高、自动化程度高等优点。

技术领域

本发明涉及初级配电系统瓷绝缘子检测领域，尤其是涉及一种基于无人机自主视觉的初级配电系统瓷绝缘子检测方法。

背景技术

主配电系统由从变电站向公用馈线输送电力的电力线组成。电力系统绝缘子损坏和断裂的检查和维护对于持续供电和公共安全至关重要。因此，为了提前识别任何故障和缺陷，必须事先确保对电力线绝缘体和其他部件进行定期检查。

绝缘子串是一次架空配电线路中的重要设备，因为它们起到绝缘和提供机械强度的作用。当暴露于污染、环境条件(如灰尘、雨、风或降雪)和野生动物时，绝缘体的效率会受到影响，如此重要的部件在损坏时会给电力供应和公共安全带来严重问题。

目前用于支撑和绝缘架空线路的电极上的瓷绝缘子的研究非常少，架空配电线路在城市和农村都非常普遍。在这些系统中，瓷型绝缘体由于其坚固性和低成本而被普遍使用，针式和悬挂盘式瓷绝缘子用于11kV至33kV的电压范围，这种销绝缘体位于电极的横臂上，横臂在上端具有凹槽，以保持导体并将电极与导体绝缘，悬挂盘式绝缘子为电力线提供机械强度和绝缘。雨棚或衬裙由陶瓷制成，这是一种无孔防水材料，存在于针式和盘式绝缘子上，提供一条很长的泄漏路径，避免闪络和穿孔，破裂的雨棚会带来闪络和断电的风险，需要提前检测以防止未来出现异常，，而目前的一次架空配电线路的绝缘子巡检大多停留在人工巡检阶段，费时费力且效率不高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于无人机自主视觉的初级配电系统瓷绝缘子检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于无人机自主视觉的初级配电系统瓷绝缘子检测方法，包括以下步骤：

1)采集包含正常和故障的瓷绝缘子的原始图像；

2)对原始图像进行预处理，包括原始图像增广、模糊图像重建和弱光图像增强，并对预处理后的图像进行质量评估，剔除不符合质量要求的图像并标记后形成训练数据集；

3)构建瓷绝缘子故障检测模型，并根据训练数据集采用两步微调的方式进行训练，并根据训练后的瓷绝缘子故障检测模型进行瓷绝缘子的故障检测。

所述的步骤1)中，通过无人机、数码相机、智能手机或用于配电线路检查的移动电话采集瓷绝缘子的原始图像。

所述的步骤2)中，原始图像增广具体为：

通过无人机相机拍摄不同视角的不同背景的真实图像，并在这些真实图像中添加不同类型的故障绝缘子图像后形成新图像，实现原始图像的增广。

所述的步骤2)中，通过几何并置、裁剪、缩放、镶嵌、翻转和缩放实现原始图像的增广。

所述的步骤2)中，模糊图像重建具体为：

对于原始图像中的低亮度和低分辨率的模糊图像，采用深度拉普拉斯金字塔超分辨率网络进行模糊图像重建，获取超分辨率的清晰图像。

在采用深度拉普拉斯金字塔超分辨率网络进行模糊图像重建过程具体为：

通过特征嵌入网络对高维非线性特征图进行变换，由换位卷积层以2的比例对提取的特征进行上采样，由卷积层进行子带残留图像。

所述的步骤2)中，弱光图像增强具体为：