【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下电缆检测，尤其涉及一种地下电缆探测系统及方法。
技术介绍
1、近年来，随着智能电网的快速发展，电力电缆在城市配网中的应用越来越广泛，城市地下管线的分布也日趋复杂。由于土壤中环境复杂，为了保证地下电缆的安全性，通常需要对地下电缆裹上导体屏蔽、绝缘屏蔽、半导电阻水带等层层保护罩，导致地下电缆具有很强的隐蔽性。
2、在电网改造过程中，其时间跨度大、缺乏信息化管理，导致设计图纸缺失、管线位置和埋地深度等信息文件记载不详，不可避免地给城市建设、电缆故障检修施工等带来安全隐患。因此，如何解决地下管线的精确定位及埋地深度测量的问题对实现电网智能化运维具有重要的现实意义。
3、目前，对于城市地下电缆的寻迹主要通过操作人员手持探测设备进行不断移动并根据探测设备屏幕所显示的信息进行判断，同时，还需要考虑户外探测环境复杂、天气多变以及人员操作探测设备的经验难以考量，导致人工探测的效率低下。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种地下电缆探测系统及方法，解决了现有技术中通过操作人员手持探测设备进行不断移动并根据探测设备屏幕所显示的信息进行判断，导致人工探测的效率低下的技术问题。
2、本专利技术第一方面提供的一种地下电缆探测系统，所述系统包括算力终端显示模块和依次通信连接的图像采集模块、特征目标识别模块、角长度计算模块和轨迹生成模块；
3、所述图像采集模块、所述特征目标识别模块、所述角长度计算模块和所述轨迹生成模块均与所述算力终端显示模块通信
4、所述图像采集模块用于获取多个地下电缆探测设备屏幕图像并传输至所述特征目标识别模块；
5、所述特征目标识别模块用于通过改进的目标检测模型对各所述地下电缆探测设备屏幕图像进行特征识别和位置识别，输出多个目标特征类别和多个坐标数据并传输至所述角长度计算模块；
6、所述角长度计算模块用于采用各所述坐标数据，计算各所述坐标数据对应的角长度数据，并结合预置约束条件和各所述目标特征类别，确定多个电缆测点数据并传输至所述轨迹生成模块；
7、所述轨迹生成模块根据多个所述电缆测点数据，生成地下电缆轨迹探测结果并传输至所述算力终端显示模块；
8、所述算力终端显示模块用于展示所述地下电缆轨迹探测结果。
9、可选地，所述改进的目标检测模型包括骨干网络、特征融合网络和检测头；所述特征目标识别模块，具体用于：
10、通过骨干网络对各所述地下电缆探测设备屏幕图像进行特征提取，输出多个电缆特征图；
11、采用特征融合网络对各所述电缆特征图进行特征融合，生成多个电缆特征融合图；
12、通过检测头对各所述电缆特征融合图进行目标预测，输出多个尺度特征图；
13、采用回归分类器对各所述尺度特征图进行运算分类处理，确定多个目标特征图，并将各所述目标特征图中的特征类别作为目标特征类别；
14、通过边框回归分支对各所述目标特征图进行目标定位，输出多个坐标数据。
15、可选地，所述电缆特征图包括第一电缆特征图、第二电缆特征图和第三电缆特征图；所述骨干网络包括卷积模块、双卷积残差模块和空间金字塔池化模块；所述骨干网络的图像处理过程，具体为：
16、通过串联的卷积模块对各所述地下电缆探测设备屏幕图像进行卷积运算，输出多个电缆卷积图；
17、采用双卷积残差模块对各所述电缆卷积图进行特征提取，生成多个电缆残差图；
18、将各所述电缆残差图输入至卷积模块进行卷积运算，并通过双卷积残差模块进行特征提取，输出多个第一电缆特征图；
19、将各所述第一电缆特征图输入至卷积模块进行卷积运算，并通过双卷积残差模块进行特征提取，输出多个第二电缆特征图；
20、将各所述第二电缆特征图输入至卷积模块进行卷积运算，并通过双卷积残差模块和空间金字塔池化模块进行特征提取和池化操作，生成多个第三电缆特征图。
21、可选地，所述电缆特征融合图包括第一电缆特征融合图、第二电缆特征融合图和第三电缆特征融合图；所述特征融合网络包括全局注意力层、拼接层、上采样层、卷积模块和双卷积残差模块；所述特征融合网络的图像处理过程，具体为：
22、通过全局注意力层对各所述第三电缆特征图进行特征加强，生成多个第三特征加强图，并将各所述第三特征加强图输入至上采样层进行上采样，输出第一上采样图；
23、采用全局注意力层对各所述第二电缆特征图进行特征加强，生成多个第二特征加强图，并通过拼接层对各所述第一上采样图和各所述第二特征加强图进行拼接，输出多个第一拼接图；
24、将各所述第一拼接图输入至双卷积残差模块进行特征提取，生成多个第一输出特征图，并采用上采样层对各所述第一输出特征图进行上采样，输出多个第二上采样图；
25、通过全局注意力层对各所述第一电缆特征图进行特征加强，生成多个第一特征加强图，并通过拼接层对各所述第一特征加强图和各所述第二上采样图进行拼接，输出多个第二拼接图；
26、采用双卷积残差模块对各所述第二拼接图进行特征提取，生成多个第一电缆特征融合图，并将各所述第一电缆特征融合图输入至卷积模块进行卷积运算，输出多个第二输出特征图；
27、通过拼接层对各所述第二输出特征图和各所述第一输出特征图进行拼接，生成多个第三拼接图，并采用双卷积残差模块对各所述第三拼接图进行特征提取，输出多个第二电缆特征融合图；
28、采用卷积模块对各所述第二电缆特征融合图进行卷积运算，生成多个第三输出特征图，并通过拼接层对各所述第三输出特征图和各所述第三特征加强图进行拼接，输出多个第四拼接图；
29、通过双卷积残差模块对各所述第四拼接图进行特征提取，生成多个第三电缆特征融合图。
30、可选地，所述尺度特征图包括第一尺度特征图、第二尺度特征图和第三尺度特征图；所述检测头包括第一检测头、第二检测头和第三检测头；所述检测头的图像处理过程，具体为：
31、通过第一检测头对各所述第一电缆特征融合图进行目标预测，输出多个第一尺度特征图；
32、采用第二检测头对各所述第二电缆特征融合图进行目标预测，输出多个第二尺度特征图；
33、通过第三检测头对各所述第三电缆特征融合图进行目标预测，输出多个第三尺度特征图。
34、可选地，所述角长度计算模块，具体用于：
35、采用各所述坐标数据，计算各所述坐标数据对应的角长度数据；
36、当任一所述角长度数据和对应的目标特征类别满足预置约束条件时，将所述角长度数据对应的坐标数据作为电缆测点数据并传输至所述轨迹生成模块。
37、可选地，所述角长度数据的计算过程，具体为：
38、
39、其中，δx为角长度数据中的横坐标差值；δd为角长度数据中的距离差值；θ为角长度数据中的直线倾斜角度；x11为坐标数据中的目标特征类别左上角横本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下电缆探测系统，其特征在于，所述系统包括算力终端显示模块和依次通信连接的图像采集模块、特征目标识别模块、角长度计算模块和轨迹生成模块；
2.根据权利要求1所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述改进的目标检测模型包括骨干网络、特征融合网络和检测头；所述特征目标识别模块，具体用于：
3.根据权利要求2所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述电缆特征图包括第一电缆特征图、第二电缆特征图和第三电缆特征图；所述骨干网络包括卷积模块、双卷积残差模块和空间金字塔池化模块；所述骨干网络的图像处理过程，具体为：
4.根据权利要求3所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述电缆特征融合图包括第一电缆特征融合图、第二电缆特征融合图和第三电缆特征融合图；所述特征融合网络包括全局注意力层、拼接层、上采样层、卷积模块和双卷积残差模块；所述特征融合网络的图像处理过程，具体为：
5.根据权利要求4所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述尺度特征图包括第一尺度特征图、第二尺度特征图和第三尺度特征图；所述检测头包括第一检测头、第二检测头和第三检测头；所述检测
6.根据权利要求1所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述角长度计算模块，具体用于：
7.根据权利要求6所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述角长度数据的计算过程，具体为：
8.根据权利要求1所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述算力终端显示模块包括依次通信连接的边缘算力模块和终端显示模块；
9.一种地下电缆探测方法，应用于权利要求1至8任一项所述的地下电缆探测系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的地下电缆探测方法，其特征在于，所述采用各所述坐标数据，计算各所述坐标数据对应的角长度数据，并结合预置约束条件和各所述目标特征类别，确定多个电缆测点数据的步骤，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种地下电缆探测系统，其特征在于，所述系统包括算力终端显示模块和依次通信连接的图像采集模块、特征目标识别模块、角长度计算模块和轨迹生成模块；
2.根据权利要求1所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述改进的目标检测模型包括骨干网络、特征融合网络和检测头；所述特征目标识别模块，具体用于：
3.根据权利要求2所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述电缆特征图包括第一电缆特征图、第二电缆特征图和第三电缆特征图；所述骨干网络包括卷积模块、双卷积残差模块和空间金字塔池化模块；所述骨干网络的图像处理过程，具体为：
4.根据权利要求3所述的地下电缆探测系统，其特征在于，所述电缆特征融合图包括第一电缆特征融合图、第二电缆特征融合图和第三电缆特征融合图；所述特征融合网络包括全局注意力层、拼接层、上采样层、卷积模块和双卷积残差模块；所述特征融合网络的图像处理过程，具体为：
5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志平，李国伟，王俊波，唐琪，张殷，刘崧，王智娇，陈贤熙，刘少辉，刘昊，吴焯军，赖艳珊，章涛，蒋维，罗容波，简淦杨，姬煜轲，廖一帆，李果，唐力，黄燕生，
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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