[发明专利]一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统

说明书

本发明公开了一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统，包括以下步骤：使用无人机搭载红外热像仪获取瓷绝缘子的红外图像，选取其中近距离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；构建改进DeepLabV3+语义分割网络，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，本发明通过采用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，减少了计算时间和参数量，提高检测的实时性，通过引入SE通道注意力模块实现通道层面对特征的加权，加入边缘优化模块，减少瓷绝缘子边缘的分割误差，提高检测的精度。

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，具体为一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统。

背景技术

运行中的瓷绝缘子长期受到强电场力和机械应力的作用，同时也受外界复杂环境的影响，瓷绝缘子的劣化与其绝缘体的结构有关，瓷件结构不致密、多晶体共存，使得瓷绝缘子瓷件中难免有细微的空隙。在外界因素长期无规律的作用下，会使瓷件内微孔逐渐渗透而扩展成小裂纹，进而扩大直至开裂。在强电场的作用下，劣化瓷绝缘子极易产生电击穿，以致形成零值瓷绝缘子。劣化瓷绝缘子在雨雪天气容易发生闪络，在遭受雷击后甚至引发严重的断串、掉线事故，导致大面积的区域性停电，严重威胁到电力系统的安全可靠运行。通过有效的方法及时排除电网中的劣化瓷绝缘子、保证电网的安全运行意义重大。

高压瓷绝缘子零值检测方法主要包括火花间隙法、绝缘电阻法、电压分布法、红外热像法、紫外成像法等。用红外检测技术对瓷绝缘子进行缺陷检测是一种较为成熟的带电检测技术，为了对劣化瓷绝缘子进行检测，就需要将瓷绝缘子子从复杂的红外背景中分割出来。目前，应用红外热像法开展盘形悬式瓷绝缘子零值红外检测的依据是国家电力行业标准DL∕T 2390-2021 《盘形悬式瓷绝缘子零值红外检测方法》，其中低零值瓷绝缘子的判断准则为：相对温差为零值瓷绝缘子，相对温差为低值瓷绝缘子。由于目前应用的无人机搭载的红外热像仪的像素值不高，若把整串瓷绝缘子纳入视野，则瓷绝缘子所占像素较少且边缘受环境影响，分割后的图像会包含大量瓷绝缘子边缘的背景信息，将极大地降低瓷绝缘子红外检测的精度，造成瓷绝缘子无人机红外检测的漏判和误判。为了减少背景信息对红外检测的干扰，本发明提出一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统。

所以，如何设计一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统，成为我们当前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是通过红外热像法更高效地识别劣化瓷绝缘子，提供一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法及系统，以解决目前瓷绝缘子红外测零准确率不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长串瓷绝缘子无人机实时测零方法，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：构建改进的DeepLabV3+语义分割网络，采用GhostNet 网络中的幻象模块（Ghost module）代替DeepLabV3+语义分割网络中的原始主干网络（Xception），引入SE通道注意力模块，并加入边缘优化模块（PointRend），将处理后的数据集输入至改进后的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，使得无人机可以精确地实时检测判断整串瓷绝缘子中的零值绝缘子。

进一步的，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。