[发明专利]一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法

说明书

本发明公开了一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法，获取红外巡检图像与可见光巡检图像；通过目标检测识别可见光巡检图像中的绝缘子，然后对可见光巡检图像进行裁剪得到绝缘子可见光图像；采用图像掩模对绝缘子可见光图像中的绝缘子钢帽进行分割；参照分割后的绝缘子可见光图像，通过特征匹配实现红外巡检图像中绝缘子钢帽区域的分割；通过计算各绝缘子钢帽的相对温差判断绝缘子串是否存在零值绝缘子。本发明对零值绝缘子进行判定，能够准确自动定位绝缘子，从而能够有效提高零值绝缘子检测的准确性。

技术领域

本发明涉及一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法，属于绝缘子检测技术领域。

背景技术

在电力系统中，绝缘子是输电线路中广泛使用的绝缘部件，但在运行过程中，长期受大气污染、电负荷、机械应力等因素的影响而逐渐劣化，最终形成零值绝缘子，若绝缘子串中存在零值绝缘子，极易引发闪络事故，导致电网瘫痪，对线路的绝缘设计及电力系统的安全运行有很大威胁，因而检测绝缘子串中是否存在零值绝缘子具有重要的意义。红外检测技术是依据零值绝缘子与正常绝缘子热成像特征的差异进行检测的，具有可靠、高效、安全等优点，随着计算机视觉技术的发展，利用图像处理技术对绝缘子状态的进行检测，自动识别零值绝缘子，在保障电力系统的安全运行方面具有非常重要的作用。

目前绝缘子有关的红外热成像监测系统都是通过红外图像采集装置采集图像，大多然后通过人工的方式进行故障判断，即使有自动检测判断，也存在准确度不高的缺点，主要是因为零值绝缘子相关识别方法准确性、鲁棒性不够。近期，研究者们提出了一些基于红外图像的零值绝缘子识别方法。文献(“姚建刚，关石磊，陆家政等。相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法[J]，电网技术，2012，36(2):171-175。”)提出了一种相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法，该方法对模拟110kV线路悬式绝缘子的红外运行图像，通过图像去噪、分割，提取绝缘子串区域的相对温度分布特征参数、环境相对湿度、等值附盐密度作为识别模型的输入向量，将实际测定绝缘子串是否含零值、作为输出向量，通过训练得到优化的识别模型，并用于零值绝缘子识别，但该方法处理对象是模拟的红外运行图像，实际图像中的复杂背景会影响绝缘子分割的效果，并最终导致识别率的下降；文献(“黄军凯，曾华荣，杨佳鹏。红外热像技术在低零值绝缘子检测中的应用[J]，电瓷避雷器，2013，2:40-44。”)对劣化绝缘子红外热像诊断的判别方法进行了分析探讨，并以瓷质绝缘子为对象，进行绝缘子红外热像诊断的实验室模拟试验及现场实测，但仅分析了不同缺陷工况下的劣化绝缘子串的红外热像特征差异，可为绝缘子的检测提供基础，并未进行绝缘子自动检测。

由以上分析可知，目前红外检测技术大多依赖于人工判断，或者即使是通过机器自动判断，也存在着绝缘子定位不准，精度不高等问题。

发明内容

为了克服现有技术绝缘子定位不准，精度不高等问题，本发明提供了一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法。

为了达到上述的目的，本发明采用了下述技术方案：一种输电线路中零值绝缘子自动检测方法，步骤如下：

S1、获取红外巡检图像与可见光巡检图像；

S2、通过目标检测识别可见光巡检图像中的绝缘子，然后对可见光巡检图像进行裁剪得到绝缘子可见光图像；

S3、采用图像掩模对绝缘子可见光图像中的绝缘子钢帽进行分割；

S4、参照分割后的绝缘子可见光图像，通过特征匹配实现红外巡检图像中绝缘子钢帽区域的分割；

S5、通过计算各绝缘子钢帽的相对温差判断绝缘子串是否存在零值绝缘子。

进一步优选，步骤S2中，所述目标检测是采用Faster-RCNN和VGG-16网络对可见光巡检图像中的绝缘子进行检测。

进一步优选，步骤S2中，通过Faster-RCNN实现可见光巡检图像中每一片绝缘子的识别。