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(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210882608.6 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 上海电力大 学 地址 201306 上海市浦东 新区沪城环路 1851号 (72)发明人 崔昊杨 杨可欣 戴莹莹 陈磊  江超 胡安铎 李高芳  (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 陈金星 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/80(2022.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种电力开关柜状态检测方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种电力开关柜状态检测方法 及系统, 方法包括: 获取电力开关柜的图像, 对其 添加标签后构建得到训练数据集; 以YOL Ov5算法 为基础, 构建CGB ‑YOLOv5模型作为检测模型; 使 用训练数据集对检测模型进行训练, 得到训练好 的检测模型; 采集电力开关柜的图像, 使用训练 好的检测模 型对其进行检测, 得到图像中的待识 别目标; 对待识别目标进行处理得到电力开关柜 的状态。 与现有技术相比, 本发明构建CGB ‑ YOLOv5模型作为检测模型, 对边端高压开 关柜进 行目标检测, 再根据目标检测结果对应的标签分 别进行处理, 识别开关柜 的状态, 实现了各类开 关柜的灯表检测及示数识别问题, 解决了传统人 工巡检的低效及现有检测识别方法的精度不足 问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115187568 A 2022.10.14 CN 115187568 A 1.一种电力开关柜状态检测方法, 其特 征在于, 包括以下步骤: 获取电力开关柜的图像, 对其添加标签后构建得到训练数据集, 所述标签包括显示屏、 指示灯类和综合状态指示器; 建立检测模型, 所述检测模型以YOLOv5算法为基础, 融合CBAM注意力机制用于对特征 的提取, 使用Gho stNet搭建新型Ghost ‑Bottleneck结构, 将特征融合网络FPN+PAN结构替换 为BiFPN加权双向特 征金字塔网络, 新增大尺寸检测层与小感受野 锚框; 使用训练数据集对所述检测模型进行训练, 得到训练好的检测模型; 采集电力开关柜的图像, 使用训练好的检测模型对其进行检测, 得到 图像中的待识别 目标, 所述待识别目标包括显示屏、 指示灯类和综合状态指示器; 对所述待识别目标进行处 理得到电力开关柜的状态。 2.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, 所述检测模型具 体为: 获取YOLOv5模型, 在YOLOv5模型的卷积过程中集成CBAM卷积注意力机制模块; 在YOLOv5模型的主干特征提取网络中, 使用Ghost卷积方法代替全部常规卷积, 构 建新 型Ghost‑CSPDarknet53结构, 替代YOLOv5模型的CS PDarknet53结构; 对于YOLOv5模型的特征融合网络FPN+PAN结构, 采用BiFPN加权双向特征金字塔网络代 替; 对于YOLOv5模型的head结构, 增添高分辨 率检测层, 增 加小感受野瞄框; 得到CGB‑YOLOv5模型作为检测模型。 3.根据权利要求2所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, Ghost ‑ CSPDarknet53结构中, 采用Sw ish作为其激活函数, 如下: SiLU(x)=x·sigmoid( β x) 其中, x表示输入, β 为常数或训练确定的参数。 4.根据权利要求2所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, 所述 “使用训练 数据集对所述检测模型进行训练, 得到训练好的检测模型 ”具体为: 获取公开数据集, 使用公开数据集对YOLOv5模型进行训练, 训练结束后得到YOLOv5模 型的权重; 将YOLOv5模型的权 重载入CGB ‑YOLOv5模型中; 使用训练数据集对CGB ‑YOLOv5模型进行训练。 5.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, 所述 “获取电力 开关柜的图像, 对其添加标签后构建得到训练数据集 ”具体为: 采集电气量不断变化的电力开关柜的图像, 人工为每张图像选定标签并生成标签文 件, 对于添加标签后的图像进行图像增强, 增强方式包括: 旋转、 缩放、 亮度调整、 镜像、 mosaic增强及单个小目标复制粘贴。 6.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, 所述 “对所述待 识别目标进行处 理得到电力开关柜的状态 ”中, 对显示屏进行处 理具体为: 将图像灰度化处 理并高斯滤波; 对图像进行二值化处理, 找出面积最大的连通域, 绘制出该连通域的最小外接矩形并 记录矩形的顶点 坐标, 得到 显示屏所在区域;权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 115187568 A 2对显示屏所在区域的灰度图依次进行腐蚀操作和膨胀操作, 利用投影法分割字符, 基 于差值哈希法进行模板匹配进行识别, 用均值相关系数衡量相近度得到最终输出值; 按照记录的顶点坐标, 依次进行识别并排序输出, 得到显示屏上记录的 电力开关柜状 态。 7.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, 所述 “对所述待 识别目标进行处 理得到电力开关柜的状态 ”中, 对指示灯类进行处 理具体为: 获取采样点以及其周围上下左右共五个点的亮度, 分别将各个点的亮度与 预设置的亮 度阈值进 行比较, 确定每个点的亮暗状态, 再将亮点和暗点的个数进 行比较, 数量多的一方 即为指示灯当前的状态, 得到指示灯对应的电力开关柜状态。 8.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特征在于, “对所述待识别 目标进行处 理得到电力开关柜的状态 ”中, 对综合状态指示器进行处 理具体为: 在电力开关柜的图像中, 获取包含综合状态指示器不同状态的图像, 并添加标签放入 训练数据集, 使用训练数据集对检测模型进行训练, 训练好的检测模型可检测出电力开关 柜中的综合状态指示器并识别其状态, 从而得到综合状态指示器对应的电力开关柜状态。 9.根据权利要求1所述的一种电力开关柜状态检测方法, 其特 征在于, 还 包括: 采集开关柜的全景图像, 将开关柜的全景图像送入预训练好的安全状态检测模型, 所 述安全状态检测模型输出开关柜的安全状态, 所述安全状态包括完好、 外破入侵、 失火冒 烟。 10.一种电力开关柜状态检测系统, 其特征在于, 基于如权利要求1 ‑9中任一所述的一 种电力开关柜状态检测方法, 包括: 图像采集模块, 用于采集电力开关柜的图像; 模型训练模块, 用于获取电力开关柜的图像, 对其添加标签后构建得到训练数据集, 建 立检测模 型, 并使用训练数据集对所述检测模型进 行训练, 得到训练好的检测模 型; 所述标 签包括显示屏、 指示灯类和综合状态指示器; 所述检测模 型以YOLOv5算法为基础, 融合CBAM 注意力机制用于对特征的提取, 使用GhostNet搭建新型Ghost ‑Bottleneck结构, 将特征融 合网络FPN +PAN结构替换为BiFPN加权双向特征金字塔网络, 新增大尺 寸检测层与小感受野 锚框; 识别模块, 使用训练好的检测模型对电力开关柜的图像进行检测, 得到 图像中的待识 别目标, 所述待识别目标包括显示屏、 指示灯类和综合状态指示器; 处理模块, 对所述待识别目标进行处 理得到电力开关柜的状态。权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 115187568 A 3

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