[发明专利]一种基于动态感受野的输电线路销钉缺陷检测方法

说明书

本发明涉及一种基于动态感受野的输电线路销钉缺陷检测方法，与现有技术相比解决了输电线路销钉缺陷检测方法精度不高、鲁棒性较差的缺陷。本发明包括以下步骤：输电线路销钉缺陷样本的获取和预处理；输电线路销钉缺陷检测模型的构建；输电线路销钉缺陷检测模型的训练；待检测输电线路销钉图像的获得；输电线路销钉缺陷检测结果的获得。本发明在特征金字塔网络不同层融合过程中自适应的使用不同的感受野，充分融合了多通道的上下文信息，利用不同大小感受野和通道内信息；通过空间激活区域生成网络，增强感兴趣区域的信息获取，提高深层卷积网络的特征提取，保留更多的信息用于检测器最后的分类和回归，进一步提高销钉缺陷检测的精度和识别率。

技术领域

本发明涉及输电线路图像分析技术领域，具体来说是一种基于动态感受野的输电线路销钉缺陷检测方法。

背景技术

随着无人机航拍技术的快速发展，通过航拍获得的输电线路图像，可以提供更多更全面的观测视角，高效的捕获输电线路视觉状态的同时还具备极高的安全性。根据国家电网标准，输电线路巡检中的缺陷主要包括杆塔缺陷，绝缘子缺陷和金具类缺陷等。相比之下，销钉体积较小，数量众多，广泛存在于杆塔，连接金具之上。销钉一般安装在输电线路各个部件的连接处，起到稳固结构的作用，由于受力较大，容易产生销钉脱落，销钉松动等问题，这些都容易造成电力系统大规模停电，影响输电安全。

但是目前提出的销钉缺陷检测方法存在的问题：(1)输电线路销钉缺陷场景复杂，无人机拍摄时远近高低变化都会使得销钉缺陷的尺寸发生变化；(2)随着网络深度的增加，缺陷特征会丢失很多的信息，网络产生的感兴趣区域也会受到影响。

因此，如何融合上下文信息，更好的提取销钉缺陷特征已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中输电线路销钉缺陷检测方法精度不高、鲁棒性较差的缺陷，提供一种基于动态感受野的输电线路销钉缺陷检测方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于动态感受野的输电线路销钉缺陷检测方法，包括以下步骤：

输电线路销钉缺陷样本的获取和预处理：获取输电线路销钉缺陷样本，对缺陷样本进行数据清洗、数据增强的预处理；

输电线路销钉缺陷检测模型的构建：构建由嵌入动态感受野模块融合上下文和通道间信息的特征提取网络、嵌入空间激活模块的区域生成网络和缺陷检测网络组成的输电线路销钉缺陷检测模型；

输电线路销钉缺陷检测模型的训练：将预处理后的输电线路销钉缺陷样本送入输电线路销钉缺陷检测模型进行训练；

待检测输电线路销钉图像的获得：获得待检测输电线路销钉图像，并进行预处理；

输电线路销钉缺陷检测结果的获得：将预处理后的待检测输电线路销钉图像输入训练后的输电线路销钉缺陷检测模型，得到输电线路销钉缺陷检测结果。

所述输电线路销钉缺陷检测模型的构建包括以下步骤：

基于特征金字塔构建结合不同大小动态感受野并融合上下文信息的特征提取网络；

特征金字塔的设定：设定特征金字塔包括自下而上、自上而下和横向连接3个部分；

设置动态感受野模块：设定动态感受野模块由两个分支组成，其为具有不同大小感受野并融合上下文和通道信息的大感受野分支、小感受野分支；

通过激活感兴趣区域的空间信息，构建空间激活的区域生成网络；

区域生成网络的设定：设定区域生成网络由两个分支组成，一个1*1*18卷积的分类分支使用softmax损失，一个1*1*36卷积的回归分支使用smooth-L1损失，经过两个分支产生感兴趣区域；