【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备故障诊断，尤其是涉及一种红外图像复合绝缘子过热识别方法及系统。
技术介绍
1、目前，针对红外图像的电力设备状态识别一种是通过在可见光图像上对红外设备进行定位，然后通过匹配的方法映射到对应的红外图像上定位，最后读取红外图像上目标位置区域内的最高温度，判断是否告警；另一种是采用深度学习的方式，基于目标检测或旋转框目标检测，直接将红外图像标注作为训练集，训练一个电力设备目标检测模型，直接在图片中预测电力设备的类别和位置。
2、基于可见光匹配的方法依赖于阈值和参数的设定，配准的效果受到环境的影响和算法的运行时间比较大，精度和鲁棒性都不高；基于目标检测或旋转框目标检测的方法，则会将大量的环境上的温度信息存在在识别目标框内，由于环境温度与复合绝缘子温度相差较大，易于将正常运行状态的复合绝缘子识别成发热紧急危害缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种红外图像复合绝缘子过热识别方法及系统，以解决上述技术问题，基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行分割，获取复合绝缘子棒芯区域进行温度比对，以得到复合绝缘子的缺陷等级，有效减低复合绝缘子的误检率，提高识别准确率。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，包括以下步骤：
3、获取复合绝缘子红外图像；
4、基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标；
5、对复合绝缘子红外图像
6、基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别。
7、上述方案基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行分割，获取复合绝缘子棒芯区域进行温度比对，以得到复合绝缘子的缺陷等级，可以有效减低复合绝缘子的误检率，提高识别准确率。
8、进一步地，所述基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标，具体为：
9、基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取部件轮廓坐标点；
10、基于部件轮廓坐标点获取最小外接矩形；
11、基于最小外接矩形获取复合绝缘子棒芯区域坐标。
12、进一步地，所述对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度，具体为：
13、使用exif工具对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，提取全图二进制热辐射矩阵；
14、基于复合绝缘子棒芯区域坐标在全图二进制热辐射矩阵提取棒芯区域热量矩阵；
15、根据棒芯区域热量矩阵计算棒芯区域温度矩阵；
16、基于棒芯区域温度矩阵分别获取棒芯上段区域、棒芯中段区域和棒芯下段区域的最高温度和最低温度作为棒芯区域各部分温度信息，并获取部件最高温度。
17、进一步地，基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
18、基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，具体计算公式为：
19、
20、式中，δt表示相对温差；t1表示棒芯某个区域的最高温度；t2表示棒芯某个区域的最低温度；t0表示环境温度；故计算得到棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差；
21、基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别。
22、进一步地，所述基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
23、当部件最高温度小于40℃时，若棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差均小于5℃，则判断复合绝缘子为不发热状态；
24、若部件最高温度大于40℃且小于70℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于5℃且小于40℃，则判断复合绝缘子为一般缺陷状态；
25、若部件最高温度大于70℃且小于130℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于5℃且小于40℃，则判断复合绝缘子为重大缺陷状态；
26、若部件最高温度大于130℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于40℃，则判断复合绝缘子为紧急缺陷状态；
27、将不发热状态、一般缺陷状态、重大缺陷状态和紧急缺陷状态作为复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别。
28、上述方案通过改良yolov5分割模型获取复合绝缘子棒芯区域坐标，之后通过exif工具对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，提取全图二进制热辐射矩阵，以获得复合绝缘子棒芯区域的温度信息，最后根据缺陷定级标准判定该设备是否存在发热缺陷，若存在，则同时判定其缺陷等级。与原有的目标检测模型识别相比，改良yolov5分割模型的iou更高，识别结果更加贴合复合绝缘子轮廓，并且提取复合绝缘子棒芯区域的温度信息进行比对，算法识别误检率得到较大程度的降低，识别准确率得到较大程度的提升。
29、本专利技术还提出一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，包括：
30、图像获取模块，用于获取复合绝缘子红外图像；
31、分割模块，用于基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标；
32、温度提取模块，用于对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度；
33、过热识别模块，用于基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别。
34、上述方案所提供的系统构建简单，适用性强，可以用于实现一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行分割，获取复合绝缘子棒芯区域进行温度比对，以得到复合绝缘子的缺陷等级，可以有效减低复合绝缘子的误检率，提高识别准确率。
35、进一步地，所述分割模块，用于基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标，具体为：基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取部件轮廓坐标点；基于部件轮廓坐标点获取最小外接矩形；基于最小外接矩形获取复合绝缘子棒芯区域坐标。
36、进一步地，所述温度提取模块，用于对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标，具体为：
3.根据权利要求2所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
5.根据权利要求4所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
6.一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别
8.根据权利要求7所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，所述温度提取模块，用于对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度，具体为：使用exif工具对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，提取全图二进制热辐射矩阵；基于复合绝缘子棒芯区域坐标在全图二进制热辐射矩阵提取棒芯区域热量矩阵；根据棒芯区域热量矩阵计算棒芯区域温度矩阵；基于棒芯区域温度矩阵分别获取棒芯上段区域、棒芯中段区域和棒芯下段区域的最高温度和最低温度作为棒芯区域各部分温度信息，并获取部件最高温度。
9.根据权利要求8所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，所述过热识别模块，用于基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
10.根据权利要求9所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，在所述过热识别模块中，所述基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：当部件最高温度小于40℃时，若棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差均小于5℃，则判断复合绝缘子为不发热状态；若部件最高温度大于40℃且小于70℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于5℃且小于40℃，则判断复合绝缘子为一般缺陷状态；若部件最高温度大于70℃且小于130℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于5℃且小于40℃，则判断复合绝缘子为重大缺陷状态；若部件最高温度大于130℃，或棒芯上段区域的相对温差、棒芯中段区域的相对温差和棒芯下段区域的相对温差中存在某一相对温差大于40℃，则判断复合绝缘子为紧急缺陷状态；将不发热状态、一般缺陷状态、重大缺陷状态和紧急缺陷状态作为复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别。
...【技术特征摘要】
1.一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标，具体为：
3.根据权利要求2所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于棒芯区域各部分温度信息计算相对温差，并基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
5.根据权利要求4所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别方法，其特征在于，所述基于相对温差与部件最高温度判断复合绝缘子发热缺陷等级，完成复合绝缘子的过热识别，具体为：
6.一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，所述分割模块，用于基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取复合绝缘子棒芯区域坐标，具体为：基于改良yolov5分割模型对复合绝缘子红外图像进行识别，获取部件轮廓坐标点；基于部件轮廓坐标点获取最小外接矩形；基于最小外接矩形获取复合绝缘子棒芯区域坐标。
8.根据权利要求7所述的一种红外图像复合绝缘子过热识别系统，其特征在于，所述温度提取模块，用于对复合绝缘子红外图像进行红外图像解码，并基于复合绝缘子棒芯区域坐标获取棒芯区域各部分温度信息及部件最高温度，具体为：使用exif工具对复...
【专利技术属性】
技术研发人员：李端姣，刘高，饶成成，李昌煜，张峰，王丛，郭国强，许国伟，冯炎炯，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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