[发明专利]一种改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法

说明书

本发明公开了一种改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法，首先量化分析了航拍金具数据集中金具的遮挡度，然后将SSD模型中的损失函数替换为使用遮挡度约束后的斥力损失，改变SSD生成的prior box尺度，改进深度网络模型，解决了航拍金具密集检测的问题，以及解决了小目标检测效果较差的问题。

技术领域

本发明涉及图像分析技术领域，特别是一种改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法。

背景技术

输电线路作为电力系统的生命线，其稳定运行是保障电力系统安全的重要环节。金具是输电线路上广泛使用的铁制或铝制金属附件，种类繁多。主要用于支持、固定、接续裸导线、导体及绝缘子等。大部分金具在运行中需要承受较大的拉力，且同时还要保证电气接触良好。目前使用飞行器进行输电线路巡线已成为常规巡检方式。通过计算机视觉和图像处理技术检测到输电线路航拍图像中的金具目标是发现其缺陷和故障隐患的必要前提，对保障输电线路安全具有重要的意义。

现有的输电线路航拍图像中金具目标检测算法基于针对目标的形状和纹理特征进行检测，这些算法虽然在一定程度上能达到输电线路金具检测的目的，但受限于单一类别金具，并且在实际应用之中，受到成像条件、外界环境和对光照的变化影响，会产生灰度畸变和图像噪声，导致对目标检测的有效性和可靠性都不够理想，且不具有扩展性。

端到端的卷积网络SSD(Single Shot multibox Detector)在实现目标检测的实时性中表现出了较出色的成绩，将其应用到金具检测中具有识别速度快的优点，但是对小目标检测效果较差，对于输电线路金具检测问题中密集遮挡问题也没有很好的解决方法。

为满足输电线路金具智能化、自动化的检测要求，因此，需要设计一种基于改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，基于量化分析输电线路金具遮挡情况，提供一种改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法，解决现有输电线路巡检图像密集金具检测的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种改进SSD模型的输电线路航拍图像金具检测方法，包括：

S1、获取航拍金具图像，并对获取的航拍金具图像进行遮挡度分析；量化分析不同金具的类间和类内遮挡程度，得到真实巡检场景中金具的遮挡程度分布；

S2、使用航拍图像金具数据集训练改进的SSD模型；

S3、将航拍金具待检图像输入在航拍图像金具数据集训练的改进的SSD金具检测模型中，得到检测结果，并将模型检测的金具类别及置信度绘制在待检图像中。

进一步的，在步骤S1中，还包括目标遮挡度计算：

量化分析不同金具的类间和类内遮挡程度，得到真实巡检场景中金具的遮挡程度分布；设定第k类金具的类内与类间遮挡度定义为：

其中，G_j为给任意类别金具的第j个ground truth，g为所有类的金具的groundtruth的集合，G_ki为给定第k类金具的第i个groung truth，G_ki∈g_k，g_k为第k类金具的所有ground truth的集合，定义O_{inter k}为该类金具的类内遮挡度，O_{intra k}为该类金具的类间遮挡度，其中S(·)为计算框的面积。

进一步的，在步骤S2中，还包括：

S201、特征提取：