一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法，包括：首先，收集输电线路航拍图像，通过数据增强方法对其进行扩充；然后，基于YOLOv5网络进行改进，增加更小尺度检测层，并在PAN层添加跳跃连接，融合多路径特征，提升小目标检测性能；提出PCSA注意力机制，融合空间维度和通道维度的特征关系，提高图像中目标的显著度；提出L

A method of transmission line component identification based on improved yolov5

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的飞速增长，人们对用电的需求也在不断提升。据国家能源局统计，2021年我国发电总量为81122亿千瓦时，同比增涨6.41％；全社会用电量83128亿千瓦时，同比增长10.3％。随着用电需求的增加，对电网高质量供电提出更高的要求。输电线路作为电能远距离传输的载体，是“发、输、变、配、用”五大环节中不可缺少的一环，因此确保输电线路安全稳定运行至关重要。
[0003]输电线主要是由绝缘子、防震锤、间隔棒、杆塔、导线、避雷线、其他金具等部件构成。其中绝缘子起支撑导线和防止电流回地的作用；防震锤主要起到减少输电线路震动的作用；间隔棒起防止导线之间鞭击，以及防震的作用；杆塔主要起支撑导线、地线的作用；导线起传输电能的作用。由于输电线路长期直接暴露在自然环境下，不仅收到电力负荷的内部因素影响，还会受到狂风、暴雨、大雪、雷击以及鸟害等自然因素影响，容易造成输电线路上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、收集输电线路航拍图像，并对其进行数据增强；步骤二、构造改进后的YOLOv5网络，包括以下内容：首先对网络结构进行改进，增加更小尺度检测层，并在PAN层添加跳跃连接；然后提出PCSA注意力机制，构建PCSA block替换部分C3模块；最后提出L
SCIoU
，作为bounding box的损失函数；步骤三、将步骤一得到的数据集按8：2的比例划分为训练集和测试集，将训练集放入改进后的YOLOv5网络进行训练，取其训练结果最好的权重best.pt作为最终权重；步骤四、将步骤三得到的权重载入网络，用测试集图片进行测试，用精确度、召回率和平均精确率均值评价最终测试结果。2.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法，其特征在于，步骤一具体如下：步骤1.1、首先将图片调整到统一大小；然后裁剪出数量较少的零部件图片，其余部分用黑色背景填充，通过平移生成不同的新图片，增加数量较少的零部件图片；最后对全部图像进行翻转、旋转，并且通过调整亮度、通道变换方法模拟不同光照条件下的情况；步骤1.2、利用Labelimg软件对图片进行手动标注，用矩形框标注出物体的位置并记录类别信息，生成一一对应的XML格式文件，XML格式文件记录了图片的大小、名称，物体的位置信息、类别信息。3.根据权利要求1所述的一种基于改进YOLOv5的输电线路零部件识别方法，其特征在于，步骤二具体如下：步骤2.1、网络结构改进为：从FPN结构的第二个Concat模块引出一个分支，通过C3、Conv、上采样模块与Backbone的第一个C3模块的输出进行堆叠，其结果经过一个C3模块后一路送往检测头，另一路经过Conv、Concat模块接入PAN结构；将Backbone的第2个C3的输出通过1*1的卷积模块降低一半通道数，与PAN结构中对应大小的Concat模块进行堆叠，第3个C3模块以同样的方式与PAN结构的Concat模块进行堆叠；步骤2.2、构造PCSA注意力机制，包括位置注意力机制和通道注意力机制，位置注意力机制具体如下：对于输入特征图，经过3个不同的1*1卷积生成不同的特征图，分别对应query、key、value；然后对query和key进行通道维度上的平均池化，然后将query进行转置与key进行矩阵乘法再经过Softmax得到位置权重，将value与转置的位置权重做矩阵乘法得到加权后的特征图1；通道注意力机制具体如下：对query和key进行进行空间维度上的平均池化，然后将query与转置的ke...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾菊平，胡俊杰，张新松，朱建红，王子旭，周伯俊，赵凤申，张思续，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：