一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，包括以下步骤：S1、使用红外热像仪，采集输变配电力设备信息，获取红外图像，再从红外图像中提取温度数据，形成温度视觉矩阵；S2、将温度视觉矩阵进行电力设备部件的类型和位置标记以及归一化处理，生成模型数据；S3、搭建并训练电力设备部件框检测模型；S4、将已知电力设备类型的模型数据，输入电力设备部件框检测模型中，输出部件框；S5、筛选和填补部件框：根据实际电力设备部件的数量和相对分布位置，对错检的部件框和漏检的部件框进行筛选和填补。本发明专利技术具有提高电力设备部件的检出率和检测准确率的特点。检出率和检测准确率的特点。检出率和检测准确率的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法


[0001]本专利技术涉及一种红外图像的定位方法，特别是一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法。

技术介绍

[0002]目前电力设备故障诊断检测的工作中，主要是以红外图片为研究对象，需要通过电力设备各部件之间的温度差来判断电力设备是否存在异常发热的问题。由于电力设备种类多，且多种设备间具有相似性，拍摄环境也比较复杂，导致拍摄的红外图片或者从红外图片中提取到的温度矩阵中会包含多种电力设备，或多个同一种电力设备等干扰因素，发现目前在使用深度学习技术建立模型来检测单一设备的部件框时，就会出现多检(检测到多个不属于同一个/组电力设备的部件)、错检(检测到形态与待检测部件相似的其他部件)、漏检的情况，检测精准度低，不能精准定位电力设备中的各个部件，从而导致电力设备的异常发热诊断不够准确，出现误判。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法。本专利技术具有提高电力设备部件的检出率和检测准确率的特点。
[0004]本专利技术的技术方案：一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，包括以下步骤：
[0005]S1、数据采集：使用红外热像仪，采集输变配电力设备信息，获取红外图像，再从红外图像中提取温度数据，形成温度视觉矩阵；
[0006]S2、数据预处理：将温度视觉矩阵进行电力设备部件的类型和位置标记以及归一化处理，生成模型数据；
[0007]S3、搭建并训练电力设备部件框检测模型；
[0008]S4、设备部件框检测推理：将已知电力设备类型的模型数据，输入电力设备部件框检测模型中，输出部件框，得到电力设备部件的类型、位置和置信度；
[0009]S5、筛选和填补部件框：
[0010]S501、筛选部件框：根据电力设备的设备框，对错检的部件框进行筛选，筛选出属于同一个/一组电力设备的部件框；
[0011]S502、填补部件框：基于实际电力设备部件的数量和相对分布位置，对漏检的部件框进行填补。
[0012]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤S1中的所述温度视觉矩阵的尺寸为640
×
480
×
1，其中，矩阵中每一个元素的数值，对应环境中对应区域的实际温度值。
[0013]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤S2中的归一化处理为：将温度视觉矩阵数据缩放到0
‑
1区间，然后短边上下分别零填补，生成640
×
640
×
1的模
型数据。
[0014]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤S3中电力设备部件框检测模型的建立方法，包括以下步骤：
[0015]S301、模型搭建：使用YOLOv4框架，主干特征提取网络使用MobileNet
‑
V1；
[0016]S302、模型训练：将模型数据输入到模型中进行模型训练和参数设置，得到电力设备部件框检测模型。
[0017]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤S501具体包括以下步骤：
[0018]a、根据电力设备的类型，确定电力设备实际的部件框个数为N；
[0019]b、筛选出部件框的中心落在设备框中的n个部件框，其余的部件框则删除；
[0020]c、若n≥N，则将n个部件框按照置信度从高到低排序，选择前N个作为最终输出；
[0021]d、若n＜N，则通过填补部件框将n个部件框填补至N个部件框。
[0022]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，若电力设备中的部件框为N个呈均匀线性分布的部件框，则步骤S502中的填补部件框包括以下步骤：
[0023]a、获得设备框坐标：(left,top,right,bottom)；其中，(left,top)是设备框的左上角坐标，(right,bottom)是设备框的右下角坐标；
[0024]b、若n＝0，在设备框中，从左到右均匀生成N个部件框，部件框之间的间隔ww＝(right
‑
left)//20，部件框与设备框上下间隔hh＝(bottom
‑
top)//10；
[0025]c、若n＝1，部件框的坐标为(l,t,r,b)，分别根据部件框左侧距离设备框左侧距离以及部件框右侧距离设备框右侧距离，计算确定设备框中位于该部件框的左侧和右侧的待填补部件框，其中(l,t)是部件框的左上角坐标，(r,b)是部件框的右下角坐标；
[0026]d、若2≤n＜N，以最左边的部件框位置和设备框位置，判断左侧需填补的部件框的个数和位置；以最右边的部件框位置和设备框位置，判断右侧需填补的框的个数和位置；以中间相邻两个框之间的距离，判断中间需要填补框的个数和位置；填补的部件框宽w取n个部件框宽的平均值，填补的部件框高h取n个部件框高的平均值。
[0027]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤c中，部件框左侧待填补部件框的计算方法为：
[0028]c
‑
1、如果l
‑
left>(N
‑
1)
×
(r
‑
l)，则部件框左侧填补N
‑
1个框，部件框之间间隔ww＝(l
‑
left
‑
(N
‑
1)
×
(r
‑
l))//N，填补的部件框宽w＝r
‑
l，部件框高h＝b
‑
t；
[0029]c
‑
2、如果(N
‑
k)
×
(r
‑
l)<l
‑
left<(N
‑
k+1)
×
(r
‑
l)，则部件框左侧填补N
‑
k个框，部件框之间间隔ww＝(l
‑
left
‑
(N
‑
k)
×
(r
‑
l)//(N
‑
k+1)，其中N>k>1且k为整数，填补的部件框宽w＝r
‑
l，部件框高h＝b
‑
t；
[0030]c
‑
3、如果l
‑
left<r
‑
l，则部件框左侧填补0个框。
[0031]前述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法中，步骤c中，部件框右侧待填补部件框的计算方法为：
[0032]c
‑
1、如果right
‑
r>(N
‑
1)
×
(r
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、数据采集：使用红外热像仪，采集输变配电力设备信息，获取红外图像，再从红外图像中提取温度数据，形成温度视觉矩阵；S2、数据预处理：将温度视觉矩阵进行电力设备部件的类型和位置标记以及归一化处理，生成模型数据；S3、搭建并训练电力设备部件框检测模型；S4、设备部件框检测推理：将已知电力设备类型的模型数据，输入电力设备部件框检测模型中，输出部件框，得到电力设备部件的类型、位置和置信度；S5、筛选和填补部件框：S501、筛选部件框：根据电力设备的设备框，对错检的部件框进行筛选，筛选出属于同一个/一组电力设备的部件框；S502、填补部件框：基于实际电力设备部件的数量和相对分布位置，对漏检的部件框进行填补。2.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：步骤S1中的所述温度视觉矩阵的尺寸为640
×
480
×
1，其中，矩阵中每一个元素的数值，对应环境中对应区域的实际温度值。3.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：步骤S2中的归一化处理为：将温度视觉矩阵数据缩放到0
‑
1区间，然后短边上下分别零填补，生成640
×
640
×
1的模型数据。4.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：步骤S3中电力设备部件框检测模型的建立方法，包括以下步骤：S301、模型搭建：使用YOLOv4框架，主干特征提取网络使用MobileNet
‑
V1；S302、模型训练：将模型数据输入到模型中进行模型训练和参数设置，得到电力设备部件框检测模型。5.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：步骤S501具体包括以下步骤：a、根据电力设备的类型，确定电力设备实际的部件框个数为N；b、筛选出部件框的中心落在设备框中的n个部件框，其余的部件框则删除；c、若n≥N，则将n个部件框按照置信度从高到低排序，选择前N个作为最终输出；d、若n＜N，则通过填补部件框将n个部件框填补至N个部件框。6.根据权利要求1所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：若电力设备中的部件框为N个呈均匀线性分布的部件框，则步骤S502中的填补部件框包括以下步骤：a、获得设备框坐标：(left,top,right,bottom)；其中，(left,top)是设备框的左上角坐标，(right,bottom)是设备框的右下角坐标；b、若n＝0，在设备框中，从左到右均匀生成N个部件框，部件框之间的间隔ww＝(right
‑
left)//20，部件框与设备框上下间隔hh＝(bottom
‑
top)//10；c、若n＝1，部件框的坐标为(l,t,r,b)，分别根据部件框左侧距离设备框左侧距离以及部件框右侧距离设备框右侧距离，计算确定设备框中位于该部件框的左侧和右侧的待填补
部件框，其中(l,t)是部件框的左上角坐标，(r,b)是部件框的右下角坐标；d、若2≤n＜N，以最左边的部件框位置和设备框位置，判断左侧需填补的部件框的个数和位置；以最右边的部件框位置和设备框位置，判断右侧需填补的框的个数和位置；以中间相邻两个框之间的距离，判断中间需要填补框的个数和位置；填补的部件框宽w取n个部件框宽的平均值，填补的部件框高h取n个部件框高的平均值。7.根据权利要求6所述的一种基于红外图像的电力设备部件框定位方法，其特征在于：步骤c中，部件框左侧待填补部件框的计算方法为：c
‑
1、如果l
‑
left>(N
‑
1)
×
(r
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁川，高俊丽，朱怡良，张爱军，陈灵紫，陈斌，黄仁芬，石浙浙，
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：