[发明专利]一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统

权利要求书

1.一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用无人机搭载红外热像仪获取瓷绝缘子的红外图像，选取其中预设距离内获取的瓷绝缘子片段红外图像作为数据集，并对数据集进行划分处理；

S2：构建改进DeepLabV3+语义分割网络，采用GhostNet 网络中的幻象模块代替DeepLabV3+语义分割网络中的原始主干网络，引入SE通道注意力模块，并加入边缘优化模块，将处理后的数据集输入至改进DeepLabV3+语义分割网络中对其进行训练，得到改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统；

S3：利用改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统计算出整串瓷绝缘子的温度曲线，根据整串瓷绝缘子的温度曲线特征，判断整串瓷绝缘子中是否含有零值绝缘子；

S4：将改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统嵌入无人机系统，使得无人机实时检测判断整串瓷绝缘子中的零值绝缘子。

2.根据权利要求1所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：所述步骤S1中对数据集进行划分处理的过程为：将数据集按照特定的比例划分为训练集、测试集和验证集，将数据集导入图像特征增强模块和高斯降噪模块进行预处理，将处理后的图像制作为标签。

3.根据权利要求1所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：所述步骤S2中，在DeepLabV3+语义分割网络的输出端加入边缘优化模块，对分割结果进行后处理，针对物体边缘的图像分割进行优化，采用带参数的线性修正单元函数PReLU作为激活函数，采用焦点损失函数代替交叉熵损失函数。

4.根据权利要求3所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：引入SE通道注意力模块的具体实现方法为：首先，让特征图经过转换操作，随后将特征图进行全局平均池化生成一个向量，其中各个元素数值对应每个通道，接着通过两个全连接层对上一步得到的向量进行处理，得到通道权重值，最后把生成的特征向量与特征图对应通道相乘，将得到的通道权重值赋给原来的特征图。

5.根据权利要求3所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：针对物体边缘的图像分割进行优化的步骤为：先用轻量级的预测头产生一个粗糙的预测掩膜，接着双线性插值对粗糙的预测掩膜进行上采样,获得两倍分辨率的预测掩膜，选择不确定的点，即分布在边缘上的点，通过结合细粒度特征和粗预测特征在选定的点上构造逐点特征，其中细粒度特征是从骨干网络产生的特征图上进行提取，粗预测特征来自于轻量级的粗分割预测；使用简单的多层感知机对这些点继续预测，最终输出的是每个点的分类标签。

6.根据权利要求5所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：所述步骤S3中，利用改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统计算出整串瓷绝缘子的温度曲线的具体实现方法为：把瓷绝缘子串一端的连接金具作为检测的起始点，随后连续拍摄瓷绝缘子串片段，依次检测出拍摄片段中瓷绝缘子的温度，在检测到瓷绝缘子串另一端连接金具时关闭改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统，使用加权数据融合的温度曲线拼接方法，得出整串瓷绝缘子的温度曲线。

7.根据权利要求6所述的一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，其特征在于：所述加权数据融合的温度曲线拼接方法的具体步骤为：首先对同一串瓷绝缘子的连续分段拍摄一组图像，随后根据其图像分别生成部分串的温度曲线，再利用曲线拼接技术合成瓷绝缘子串温度曲线，其运算公式为：

，

，

其中，为第c片瓷绝缘子融合后的温度值，为第c片瓷绝缘子第i条温度曲线融合前的温度值，为第c片瓷绝缘子第i条曲线融合前的温度值的加权系数，为温度曲线总条数。

8.一种长串瓷绝缘子无人机实时测零系统，其特征在于，包括：

获取模块，使用无人机搭载红外热像仪获取瓷绝缘子的红外图像，选取其中预设距离内获取的瓷绝缘子片段红外图像作为数据集，并对数据集进行划分处理；

构建模块，构建改进DeepLabV3+语义分割网络，采用GhostNet 网络中的幻象模块代替DeepLabV3+语义分割网络中的原始主干网络，引入SE通道注意力模块，并加入边缘优化模块，将处理后的数据集输入至改进DeepLabV3+语义分割网络中进行训练，得到改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统；

检测模块，利用改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统计算出整串瓷绝缘子的温度曲线，根据整串瓷绝缘子的温度曲线特征，判断整串瓷绝缘子中是否含有零值绝缘子；

嵌入模块，将改进DeepLabV3+网络零值绝缘子检测系统嵌入无人机系统，使得无人机实时检测判断整串瓷绝缘子中的零值绝缘子。