有效
一种电缆中间接头的缺陷识别方法和系统
于乔、熊伟、董芝春、周慧彬、谢东霖、邱宇霆、吴权伟、蔡丹旭、李简、陈岸
广东电网有限责任公司
于
于乔 专利 26
广东电网有限责任公司中山供电局物理仪器计算技术测量与测试
熊
熊伟 专利 18
广东电网有限责任公司中山供电局物理仪器计算技术视觉识别
董
董芝春 专利 94
广东电网有限责任公司中山供电局计算技术物理仪器模式识别
周
周慧彬 专利 75
广东电网有限责任公司中山供电局物联网信息处理物联网信息通信物理仪器
谢
谢东霖 专利 18
广东电网有限责任公司中山供电局物理仪器计算技术电学
邱
邱宇霆
机构 暂无技术领域 暂无
吴
吴权伟
机构 暂无技术领域 暂无
蔡
蔡丹旭 专利 35
广东电网有限责任公司中山供电局物理仪器计算技术视觉识别
李
李简
机构 暂无技术领域 暂无
陈
陈岸 专利 168
广东电网有限责任公司中山供电局模式识别视觉识别场景元素
摘要
本发明公开了一种电缆中间接头的缺陷识别方法和系统,构建多个待判断电缆中间接头的电场分布图并进行解析,根据解析结果从多个待判断电缆中间接头确定采样电缆中间接头,获取各采样电缆中间接头的采样图像并进行图像预处理,生成目标对照图像集,采用目标对照图像集反馈优化目标中间接头缺陷识别模型,其中,目标中间接头缺陷识别模型通过预置的模型训练过程所生成,通过目标缺陷识别模型对待识别电缆中间接头图像进行缺陷检测,输出待识别电缆中间接头的缺陷结果;达到了克服现有技术受制于图像采集环境的光线、角度等因素的影响,容易出现缺陷识别结果不准确的情况的有益效果。
1.一种电缆中间接头的缺陷识别方法,其特征在于,包括:构建多个待判断电缆中间接头的电场分布图并进行解析,根据解析结果从多个所述待判断电缆中间接头确定采样电缆中间接头;获取各所述采样电缆中间接头的采样图像并进行图像预处理,生成目标对照图像集;所述获取各所述采样电缆中间接头的采样图像并进行图像预处理,生成目标对照图像集的步骤,包括:获取各所述采样电缆中间接头的采样图像并进行聚类,生成多个聚类集合;对各所述聚类集合关联的多个所述采样图像进行特征提取,生成多个初始像素特征数据;从多个所述初始像素特征数据中选取存在相似特征的多个所述初始像素特征数据作为第一融合特征数据;对不存在相似特征的所述初始像素特征数据进行成像操作和去噪操作,生成对应的目标像素特征数据;计算所述目标像素特征数据对应的像素平均值,并将所述像素平均值作为第二融合特征数据;对所述第一融合特征数据和所述第二融合特征数据进行拼接,生成目标对照图像集;采用所述目标对照图像集反馈优化目标中间接头缺陷识别模型,其中,所述目标中间接头缺陷识别模型通过预置的模型训练过程所生成;通过所述目标缺陷识别模型对待识别电缆中间接头图像进行缺陷检测,输出待识别电缆中间接头的缺陷结果。
2.根据权利要求1所述的电缆中间接头的缺陷识别方法,其特征在于,所述构建多个待判断电缆中间接头的电场分布图并进行解析,根据解析结果从多个所述待判断电缆中间接头确定采样电缆中间接头的步骤,包括:采用多个所述待判断电缆中间接头的结构参数,建立对应的三维仿真模型;调用参数化结构语言对所述三维仿真模型进行网格划分,并基于有限元方法计算所述待判断电缆中间接头的电场强度;根据所述电场强度与所述三维仿真模型,生成多个所述待判断电缆中间接头对应的电场分布图;比对各所述电场分布图与预设电缆轴向对称条件;若所述电场分布图满足所述预设电缆轴向对称条件,则解析所述电场分布图,从多个所述待判断电缆中间接头筛选无异常的采样电缆中间接头。
3.根据权利要求2所述的电缆中间接头的缺陷识别方法,其特征在于,所述若所述电场分布图满足所述预设电缆轴向对称条件,则解析所述电场分布图,从多个所述待判断电缆中间接头筛选无异常的采样电缆中间接头的步骤,包括:若所述电场分布图满足所述预设电缆轴向对称条件,则基于各所述电场分布图提取多个对应的二维场强变化曲线;基于各所述二维场强变化曲线计算多个对应的初始变化曲线斜率值;按照预设区间从多个初始变化曲线斜率值中选取多个对应的目标变化曲线斜率值;计算相邻两个目标变化曲线斜率值之间的变化量,生成多个目标变化量;比对各目标变化量与预设标准变化量;若全部所述目标变化量均小于所述预设标准变化量,则判定所述电场分布图关联的待判断电缆中间接头无异常,并将所述待判断电缆中间接头作为采样电缆中间接头。
4.根据权利要求1所述的电缆中间接头的缺陷识别方法,其特征在于,所述模型训练过程包括:获取多种电力场景中的电缆中间接头图像;对所述电缆中间接头图像进行图像预处理,生成训练图像样本集;采用所述训练图像样本集输入预设初始中间接头缺陷识别模型进行训练,根据训练结果生成对应的训练指标;计算所述训练指标与关联的标准指标之间的训练损失值;比对所述训练损失值与预设标准损失值;若所述训练损失值小于或等于所述预设标准损失值,则停止训练,生成目标中间接头缺陷识别模型;若所述训练损失值大于所述预设标准损失值,则按照预设梯度调整所述预设初始中间接头缺陷识别模型的网络参数;跳转执行所述采用所述训练图像样本集输入预设初始中间接头缺陷识别模型进行训练,根据训练结果生成对应的训练指标的步骤,直至所述训练损失值小于或等于所述预设标准损失值,生成所述目标中间接头缺陷识别模型。
5.一种电缆中间接头的缺陷识别系统,其特征在于,包括:解析模块,用于构建多个待判断电缆中间接头的电场分布图并进行解析,根据解析结果从多个所述待判断电缆中间接头确定采样电缆中间接头;图像预处理模块,用于获取各所述采样电缆中间接头的采样图像并进行图像预处理,生成目标对照图像集;所述图像预处理模块包括:聚类集合子模块,用于获取各所述采样电缆中间接头的采样图像并进行聚类,生成多个聚类集合;初始像素特征数据子模块,用于对各所述聚类集合关联的多个所述采样图像进行特征提取,生成多个初始像素特征数据;第一融合特征数据子模块,用于从多个所述初始像素特征数据中选取存在相似特征的多个所述初始像素特征数据作为第一融合特征数据;目标像素特征数据子模块,用于对不存在相似特征的所述初始像素特征数据进行成像操作和去噪操作,生成对应的目标像素特征数据;第二融合特征数据子模块,用于计算所述目标像素特征数据对应的像素平均值,并将所述像素平均值作为第二融合特征数据;目标对照图像集子模块,用于对所述第一融合特征数据和所述第二融合特征数据进行拼接,生成目标对照图像集;模型优化模块,用于采用所述目标对照图像集反馈优化目标中间接头缺陷识别模型,其中,所述目标中间接头缺陷识别模型通过预置的模型训练模块所生成;缺陷检测模块,用于通过所述目标缺陷识别模型对待识别电缆中间接头图像进行缺陷检测,输出待识别电缆中间接头的缺陷结果。
6.根据权利要求5所述的电缆中间接头的缺陷识别系统,其特征在于,所述解析模块包括:三维仿真模型子模块,用于采用多个所述待判断电缆中间接头的结构参数,建立对应的三维仿真模型;电场强度子模块,用于调用参数化结构语言对所述三维仿真模型进行网格划分,并基于有限元方法计算所述待判断电缆中间接头的电场强度;电场分布图子模块,用于根据所述电场强度与所述三维仿真模型,生成多个所述待判断电缆中间接头对应的电场分布图;对称条件比对子模块,用于比对各所述电场分布图与预设电缆轴向对称条件;采样电缆中间接头子模块,用于若所述电场分布图满足所述预设电缆轴向对称条件,则解析所述电场分布图,从多个所述待判断电缆中间接头筛选无异常的采样电缆中间接头。
7.根据权利要求6所述的电缆中间接头的缺陷识别系统,其特征在于,所述采样电缆中间接头子模块包括:二维场强变化曲线单元,用于若所述电场分布图满足所述预设电缆轴向对称条件,则基于各所述电场分布图提取多个对应的二维场强变化曲线;初始变化曲线斜率值单元,用于基于各所述二维场强变化曲线计算多个对应的初始变化曲线斜率值;目标变化曲线斜率值单元,用于按照预设区间从多个初始变化曲线斜率值中选取多个对应的目标变化曲线斜率值;目标变化量单元,用于计算相邻两个目标变化曲线斜率值之间的变化量,生成多个目标变化量;变化量比对单元,用于比对各目标变化量与预设标准变化量;判定单元,用于若全部所述目标变化量均小于所述预设标准变化量,则判定所述电场分布图关联的待判断电缆中间接头无异常,并将所述待判断电缆中间接头作为采样电缆中间接头。
8.根据权利要求5所述的电缆中间接头的缺陷识别系统,其特征在于,所述模型训练模块包括:电缆中间接头图像子模块,用于获取多种电力场景中的电缆中间接头图像;训练图像样本集子模块,用于对所述电缆中间接头图像进行图像预处理,生成训练图像样本集;训练指标子模块,用于采用所述训练图像样本集输入预设初始中间接头缺陷识别模型进行训练,根据训练结果生成对应的训练指标;训练损失值子模块,用于计算所述训练指标与关联的标准指标之间的训练损失值;损失值比对子模块,用于比对所述训练损失值与预设标准损失值;第一数据处理子模块,用于若所述训练损失值小于或等于所述预设标准损失值,则停止训练,生成目标中间接头缺陷识别模型;第二数据处理子模块,用于若所述训练损失值大于所述预设标准损失值,则按照预设梯度调整所述预设初始中间接头缺陷识别模型的网络参数;跳转子模块,用于跳转执行所述采用所述训练图像样本集输入预设初始中间接头缺陷识别模型进行训练,根据训练结果生成对应的训练指标的步骤,直至所述训练损失值小于或等于所述预设标准损失值,生成所述目标中间接头缺陷识别模型。



