用于套管异常发热检测的套管部件定位方法技术

本发明专利技术公开了一种用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，包括以下步骤：采集不同类别的套管红外图像，并提取温度视觉数据，作为数据库；将数据库的数据进行框标注和点标注，用于训练网络模型；裁剪目标框位置的温度视觉数据区域，去除背景温度视觉数据，形成标准采样数据集；使用RetinaNet框架，MobileNetV1作为主干特征提取网络，搭建套管分类模型和特征点检测模型，将未知的套管温度视觉数据输入到分类模型和特征点检测模型，得到套管的5个特征点；将套管的5个特征点转化为3个部件框，得到接头部件框R0，本体上半部分的部件框R1和本体下半部分的部件框R2的位置。本发明专利技术具有定位检测精准率高、召回率高的特点。发明专利技术具有定位检测精准率高、召回率高的特点。发明专利技术具有定位检测精准率高、召回率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
用于套管异常发热检测的套管部件定位方法


[0001]本专利技术涉及检测
，特别是用于套管异常发热检测的套管部件定位方法。

技术介绍

[0002]电力设备是变电站的基本组成模块，对电力设备状态及时检测或者实时监测，从而对这些设备进行高效率管理，使变电站更加高效、安全、可靠运行，最大可能地防范因设备未及时检修等原因造成的停电情况，从而极大地降低停电事故对社会经济生产生活的影响。其中，变电站中绝大部分电力设备异常发热是由于关键部位接触不良、连接部件松动、过负荷、旧设备接头氧化、泄漏电流等原因造成。
[0003]由于红外热像仪检测反映了物体表面温度的高低和分布，具有强度集中和对比度低等特性以及非接触、不停电检测等优点，在各个电力单位广泛使用，目前电力设备检测的工作，也主要以红外热像仪检测得到的红外图片为研究对象，来研究电力设备异常发热的问题，而异常发热情况的方法与套管的定位存在紧密的联系。但是由于红外成像仪的拍摄环境复杂，红外图片中含有多种伪彩色，被拍摄目标设备容易受到背景、其他设备的干扰，难以准确将目标提取出来，且红外图像数据量大，形式多变，图像匹配法容易受限于单一的匹配模板，使得设备的位置定位方法存在定位检测准确率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种用于套管异常发热检测的套管部件定位方法。本专利技术具有定位检测精准率高、召回率高的特点。
[0005]本专利技术的技术方案：用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，包括以下步骤：S1、数据采集：采集不同类别的套管的红外图像，并提取每类套管的红外图像中的温度视觉数据，形成温度视觉图像，作为数据库；S2、数据标注：（1）对数据库中的每一条数据进行目标框标注，得套管类别，用于训练套管分类模型；（2）对目标框中的套管进行五点标注，用于训练特征点检测模型；S3、套管部件框位置检测：（1）数据预处理：裁剪目标框位置的温度视觉数据区域，去除背景温度视觉数据，形成经标注的标准采样数据集；（2）使用RetinaNet框架，MobileNetV1作为主干特征提取网络，搭建套管分类模型，导入经标注的标准采样数据集进行训练；（3）针对每个套管分类模型，使用RetinaNet框架，MobileNetV1作为主干特征提取网络，回归套管特征点坐标，搭建特征点检测模型，导入经标注的标准采样数据集进行训练；（4）将未知的套管温度视觉数据，依次输入训练好的套管分类模型和特征点检测
模型，得到套管类别的5个特征点；（5）将套管类别的5个特征点转化为3个部件框，得到接头部件框R0，本体上半部分的部件框R1和本体下半部分的部件框R2的位置。
[0006]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S1中，所述套管根据电压的大小分为四种类别的套管，分别为电压在66kV以下的套管A、电压为110kV的套管B、电压为220kV的套管C和电压在500kV以上的套管D。
[0007]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S1中，温度视觉数据的提取具体是从每类套管的红外图像中的温度视觉数据中任意选取2000~3000条温度视觉数据，形成温度视觉图像，作为数据库。
[0008]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S2中，所述目标框标注为对温度视觉图像中心的目标套管所在位置进行框标注，得到目标套管所在位置的左上角和右下角的坐标信息。
[0009]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S2中，所述五点标注的五个点分别为套管本体的左上角p1点，套管本体的左下角p2点，套管本体的右下角p3点，套管本体的右上角p4点和套管接头的连接处p5点。
[0010]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S3的数据预处理具体为，裁剪标注好的数据库中目标框位置的温度视觉数据区域，去除背景温度视觉数据，再经z
‑
score标准化处理，然后在上下左右分别零填充至数据尺寸为600*600*1，形成经标注的标准采样数据集。
[0011]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S3中，经标注的标准采样数据的训练具体为，将经标注的标准采样数据集按照6:2:2的比例划分为训练集、验证集和测试集，训练集和验证集分别用于训练和验证套管分类模型和特征点检测模型，测试集用于测试已训练好的套管分类模型的有效性。
[0012]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S3中，所述套管分类模型和特征点检测模型均使用反向传播和随机梯度下降进行端到端的网络训练，前20次迭代，batchsize设置为64，学习率设置为1e
‑
3，20次迭代后，batchsize设置为32，学习率设置降低为1e
‑
4，迭代训练的次数设置为500，并当模型在验证集上的表现开始下降的时候，停止训练，防止模型过拟合。
[0013]前述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法中，步骤S3中，接头部件框R0的坐标为：(p5.x
‑
(p2.x
‑
p1.x)/2*3, p5.y
‑
(p5.y
‑
p1.y)/2*3, p5.x+(p2.x
‑
p1.x)/2*3, p5.y+(p5.y
‑
p1.y)/2*3)；本体上半部分的部件框R1的坐标为：(max(p1.x,(p1.x+p2.x)/2), max(p1.y,p4.y), min(p3.x,(p3.x+p4.x)/2), (p1.y+p2.y)/2
‑
2)；本体下半部分的部件框R2的坐标为：(max(p2.x,(p1.x+p2.x)/2), (p1.y+p2.y)/2+2, min(p4.x,(p3.x+p4.x)/2), min(p3.y+p2.y))；其中x表示横坐标，y表示纵坐标。
[0014]与现有技术相比，本专利技术基于目标检测的结果，即检测到图像中心的套管后，利用套管分类模型和特征点检测模型进一步对套管进行分类、特征点检测，将得到的套管5个特征点转化为3个部件框进行部件定位，从而提高了模型检测套管部件框位置的精准度。经测
试集测试，套管接头部件框R0的平均IoU=72.78%，套管本体上半部分的部件框R1的平均IoU=90.38%，套管本体下半部分的部件框R2的平均IoU=91.75%。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中点标注的放大图；图3是图1中部件框的放大图；图4是套管的温度视觉数据图。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0017]实施例：如图1
‑
图3所示，用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，包括以下步骤：S1、数据采集：使用红外热像仪，采集不同类别的套管的红外图像，从每类套管的红外图像中的温度视觉数据中任意选取2000~3000条温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、数据采集：采集不同类别的套管的红外图像，并提取每类套管的红外图像中的温度视觉数据，形成温度视觉图像，作为数据库；S2、数据标注：（1）对数据库中的每一条数据进行目标框标注，得套管类别，用于训练套管分类模型；（2）对目标框中的套管进行五点标注，用于训练特征点检测模型；S3、套管部件框位置检测：（1）数据预处理：裁剪目标框位置的温度视觉数据区域，去除背景温度视觉数据，形成经标注的标准采样数据集；（2）使用RetinaNet框架，MobileNetV1作为主干特征提取网络，搭建套管分类模型，导入经标注的标准采样数据集进行训练；（3）针对每个套管分类模型，使用RetinaNet框架，MobileNetV1作为主干特征提取网络，回归套管特征点坐标，搭建特征点检测模型，导入经标注的标准采样数据集进行训练；（4）将未知的套管温度视觉数据，依次输入训练好的套管分类模型和特征点检测模型，得到套管的5个特征点；（5）将套管的5个特征点转化为3个部件框，得到接头部件框R0，本体上半部分的部件框R1和本体下半部分的部件框R2的位置。2.根据权利要求1所述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，其特征在于：步骤S1中，所述套管根据电压的大小分为四种类别的套管，分别为电压在66kV以下的套管A、电压为110kV的套管B、电压为220kV的套管C和电压在500kV以上的套管D。3.根据权利要求1所述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，其特征在于：步骤S1中，温度视觉数据的提取具体是从每类套管的红外图像中的温度视觉数据中任意选取2000~3000条温度视觉数据，形成温度视觉图像，作为数据库。4.根据权利要求1所述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，其特征在于：步骤S2中，所述目标框标注为对温度视觉图像中心的目标套管所在位置进行框标注，得到目标套管所在位置的左上角和右下角的坐标信息。5.根据权利要求1所述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，其特征在于：步骤S2中，所述五点标注的五个点分别为套管本体的左上角p1点，套管本体的左下角p2点，套管本体的右下角p3点，套管本体的右上角p4点和套管接头的连接处p5点。6.根据权利要求1所述的用于套管异常发热检测的套管部件定位方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁川，高俊丽，朱怡良，
申请(专利权)人：浙江天铂云科光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：