一种电力隐蔽目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力隐蔽目标检测方法及系统，属于电力智能巡检领域，利用探地雷达探测目标区域获得区域回波信号图，对区域回波信号图进行时窗划分和归一化处理，增强回波弱信号限制回波强信号，对归一化回波信号图中的每道回波信号进行二值化处理，遍历二值化回波信号图中的非零点筛选所有由非零点可能组成的双曲线，并提取每个由非零点可能组成的双曲线所占区域的回波信号子图像，进行目标粗提取，将每个回波信号子图像分别输入至训练好的Faster R

【技术实现步骤摘要】
一种电力隐蔽目标检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力智能巡检领域，特别是涉及一种电力隐蔽目标检测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着大规模电力设施入地工程的实施，电力设施的埋深逐渐增大，敷设环境逐渐复杂，对地下电力设施的检测技术提出了更高的要求。
[0003]传统的开挖式检测工作量大、速度慢、测量精度不足，并且会破坏敷设环境，对电力系统正常运行造成影响。探地雷达作为一种超宽带雷达，具有穿透性强、准确度高、操作简单的优点，可以被用来对地下电力设施进行检测。当前对于探地雷达目标检测的研究大多集中于对较为纯净的地下区域进行探测，但在实际环境中，地下设施通常埋深较大且敷设介质存在大量杂质，同时地下设施的敷设环境中还存在盖板等保护装置，同样会产生干扰。因此，有必要针对电力隐蔽目标研究信号增强和目标回波检测提取方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电力隐蔽目标检测方法及系统，能够有效地处理和检测敷设在地下的电力隐蔽目标，实现无开挖检测。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力隐蔽目标检测方法，其特征在于，所述方法包括：利用探地雷达探测目标区域，获得区域回波信号图；将区域回波信号图沿深度方向进行时窗划分，并对每个时窗内的回波信号分别进行归一化处理，获得归一化回波信号图；对所述归一化回波信号图中的每道回波信号进行二值化处理，获得二值化回波信号图；遍历所述二值化回波信号图中的非零点，筛选所有由非零点可能组成的双曲线；从所述归一化回波信号图中提取每个由非零点可能组成的双曲线所占区域的回波信号子图像；将每个回波信号子图像分别输入至训练好的Faster R
‑
CNN网络，对回波信号子图像中的双曲线进行识别，并在识别出双曲线的回波信号子图像中显示双曲线标示框和双曲线置信度，获得多个双曲线标示图像；所述双曲线标示框中的双曲线为目标区域中的地下电力设备；比对双曲线标示图像与设计图纸，确定目标区域的地下电力设备中电力隐蔽目标的实际位置。2.根据权利要求1所述的电力隐蔽目标检测方法，其特征在于，所述将区域回波信号图沿深度方向进行时窗划分，并对每个时窗内的回波信号分别进行归一化处理，获得归一化回波信号图，具体包括：根据探地雷达发射信号的中心频率f
s
和探地雷达采样频率f
c
，利用公式计算时窗长度L；按照所述时窗长度沿深度方向对区域回波信号图进行时窗划分；利用公式对划分后同一个时窗内的回波信号进行归一化处理，获得归一化回波信号图；其中，为第y个时窗内第k个采样点的回波信号归一化后的强度，I
y,k
为第y个时窗内第k个采样点的回波信号归一化前的强度，I
y,max
和I
y,min
分别代表第y个时窗内的回波信号强度的最大值和最小值。3.根据权利要求1所述的电力隐蔽目标检测方法，其特征在于，所述将区域回波信号图沿深度方向进行时窗划分，并对每个时窗内的回波信号分别进行归一化处理，获得归一化回波信号图，之后还包括：确定归一化回波信号图中每道回波信号的频谱；搜索并记录每道回波信号的频谱中功率密度函数最大值坐标；根据所有道回波信号的功率密度函数最大值坐标的平均值ω
avg
‑
max
，利用公式ω
bou
＝ω
avg
‑
max
+σ，计算回波信号与噪声的频谱边界ω
bou
；式中，σ为控制参数；根据所述频谱边界对每道回波信号进行经验小波变换分解，保留频谱内的低频分量，并将所有道保留的低频分量重组为杂波抑制回波信号图。4.根据权利要求1所述的电力隐蔽目标检测方法，其特征在于，对所述归一化回波信号图中的每道回波信号进行二值化处理，获得二值化回波信号图，具体包括：
计算每道回波信号强度的所有极大值；根据每道回波信号强度的所有极大值，利用公式计算每道回波信号的二值化阈值；式中，threshold
j
为第j道回波信号的二值化阈值，max
ji
为第j道回波信号的第i个极大值，ρ为控制因子，n为第j道回波信号的极大值数量；将每道回波信号中大于或等于所述二值化阈值的信号强度置为1，小于所述二值化阈值的信号强度置为0，获得初步的二值化回波信号图；对初步的二值化回波信号图中每道回波信号的强度依次进行检索，当连续出现多个1时，仅保留第一个1，后续的1置为0，获得最终的二值化回波信号图。5.根据权利要求1所述的电力隐蔽目标检测方法，其特征在于，遍历所述二值化回波信号图中的非零点，筛选所有由非零点可能组成的双曲线，具体包括：从第一道回波信号开始逐道搜索，沿深度方向选取所述二值化回波信号图中的一个未被标记的非零点为初始点，并设为基准点；在基准点所在道之后的回波信号中逐道搜索下一未被标记的非零点；判断基准点与下一未被标记的非零点是否满足0≤t
ξ
‑
t
first
≤d
max
，获得第一判断结果；其中，t
first
为基准点在探地雷达上的返回时间，t
ξ
为下一未被标记的非零点在探地雷达上的返回时间，d
max
为两个点能够相隔的最大距离；若第一判断结果表示否，则舍弃所述下一未被标记的非零点，返回步骤“在基准点所在道之后的回波信号中逐道搜索下一未被标记的非零点”；若第一判断结果表示是，则将所述下一未被标记的非零点设置为新的基准点，返回步骤“在基准点所在道之后的回波信号中逐道搜索下一未被标记的非零点”；当搜索长度达到长度阈值或连续搜索不到新的基准点的道数达到道数阈值时停止搜索，确定最后一个基准点；判断最后一个基准点坐标和初始点坐标是否满足判断条件获得第二判断结果；其中，(j

【专利技术属性】
技术研发人员：武昕，余昊杨，刘宇航，蔡瑞天，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：