一种基于脉冲信号的输电线异物检测方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及计算机视觉、输电线，具体涉及一种基于脉冲信号的输电线异物检测方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着电力系统规模的不断扩大，对输电线路的扩建需求也不断增加，考虑到经济等因素，我国的输电线路建造时一般铺设在人迹罕至的辽阔地带，其中不免会包括一些环境特殊、交通不便及地势复杂的地区，因而加大了平常对输电线路进行维护和检修的难度。然而，输电线的安全运行对与保障电力系统稳定运行又显得格外重要，当输电线受到异物侵扰时，由于异物悬挂在输电线路上，因此会使得输电线的放电距离变短，不仅可能出现输电线跳闸、短路等问题影响输电线的安全性能还会对输电线路面上的行人以及其他动物及车辆设施产生危害，甚至可能会造成大面积停电的事故，进而影响电力系统的正常运行。

2、现有的输电线异物检测方法主要是通过人工巡检及图像识别技术，然而人工巡检技术对位于人迹罕至或是交通不便的偏僻地区不实用，且人工巡检技术具有一定的主观性，巡检效率低，消耗时间长，难以对输电线路异物进行及时的检测和识别。现有的图像识别技术主要是使用无人机沿着输电线路进行拍摄录像的方式，再由工作人员进行录像审阅，找寻可能存在异物的位置，但由于多数输电线路都是架设在高空中，异物通常是悬挂在离陆地较高的位置，无人机进行拍摄录像在面对复杂背景和动态变化的输电线时，受到光照和天气等因素的影响较大，往往存在一定的局限性，误判风险高、检测识别精度低、可靠性差、难以准确检测并识别异物。

3、本技术指在建立一种基于脉冲信号的输电线异物检测方法、系统及存储介质，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种基于脉冲信号的输电线异物检测方法，包括如下步骤：

2、采集输电线的脉冲信号数据，其中，所述脉冲信号数据包括正常状态下的输电线的脉冲信号数据和存在异物状态下的输电线的的脉冲信号数据；

3、对所述脉冲信号数据进行预处理，得到第一信号图像；

4、使用labelme在所述第一信号图像上标注异物类别，并根据标注的异物类别将所述第一信号图像进行分类，形成输入数据集；

5、在局部递归脉冲神经网络模型中对所述输入数据集进行训练，直至达到最大迭代次数，完成对局部递归脉冲神经网络模型的训练，得到异物检测模型；

6、将输电线的实时脉冲信号数据进行预处理后，输入至所述异物检测模型中，预测出所述输电线的异物检测结果。

7、进一步地，所述基于脉冲信号的输电线异物检测方法，还包括以下步骤：根据所述实时脉冲信号数据的节点标记异物地点，完成对所述输电线的异物定位。

8、进一步地，在采集输电线的脉冲信号数据之前，还包括以下步骤：

9、使用图像采集设备采集输电线图像；其中，所述输电线图像中包括正常状态下的输电线图像和存在异物状态下的输电线图像。

10、将所述输电线图像进行图像分割，得到分割图像集，由此初步确定异物数量。

11、进一步地，所述脉冲信号数据通过部署在输电线上的脉冲信号数据传感器网络进行采集，其中，所述脉冲信号数据传感器网络包括多个分布式传感器节点组成，在每个节点上配备了高灵敏度的光学传感器或振动传感器，用于实时采集输电线上的脉冲信号。

12、进一步地，所述异物类别包括：气球、鸟巢、塑料碎片、风筝、树叶、飘带。

13、进一步地，所述预处理，包括以下步骤：

14、将所采集的输电线的脉冲信号数据进行降噪处理，得到降噪信号数据；

15、将所述降噪信号数据进行滤波处理，得到滤波信号数据；

16、将所述滤波信号数据进行放大，得到放大信号数据；

17、将所述放大信号数据进行频域变换，得到频谱图像，作为第一信号图像。

18、进一步地，所述将所述放大信号数据进行频域变换通过快速傅里叶变换得到，通过如下公式实现：

19、

20、其中，p[i]表示放大信号频域的信号序列，s[j]表示所述放大信号时域的信号序列，k表示虚数单位，h表示信号长度，n表示采样点。

21、本发明的第二目的是提供一种基于脉冲信号的输电线异物检测系统，包括以下模块：

22、数据采集模块，被配置成，用于采集输电线的脉冲信号数据，其中，所述脉冲信号数据包括正常状态下的输电线的脉冲信号数据和存在异物时的脉冲信号数据；

23、数据处理模块，被配置成，用于对所述脉冲信号数据进行预处理，得到第一信号图像；使用labelme在所述第一信号图像上标注异物类别，并根据标注的异物类别将所述第一信号图像进行分类，形成输入数据集；

24、异物检测模型训练模块，被配置成，用于在局部递归脉冲神经网络模型中对所述输入数据集进行训练，直至达到最大迭代次数，完成对局部递归脉冲神经网络模型的训练，得到异物检测模型；

25、异物实时识别模块，被配置成，用于将输电线的实时脉冲信号数据进行预处理后，输入至所述异物检测模型中，预测出所述输电线的异物检测结果。

26、进一步地，所述基于脉冲信号的输电线异物检测系统，还包括以下模块：

27、异物实时定位模块，被配置成，用于根据所述实时脉冲信号数据的节点标记异物地点，完成对所述输电线的异物定位。

28、图像模块：被配置成，用于采集输电线图像，其中，所述输电线图像中包括正常状态下的输电线图像和存在异物状态下的输电线图像，并将所述输电线图像进行分割，得到分割图像集，由此初步确定异物数量。

29、本发明的第三目的是提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行计算机程序时，实现基于脉冲信号的输电线异物检测方法。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、本发明涉及一种基于脉冲信号的输电线异物检测方法、系统及存储介质。

32、首先通过采集正常状态和存在异物状态下的输电线的脉冲信号数据并进行预处理，由此得到去除噪声、更为清晰的第一信号图像。接着使用labelme在所述第一信号图像上标注异物类别，并根据标注的异物类别将所述第一信号图像进行分类，形成输入数据集后输入至局部递归脉冲神经网络模型中进行训练，以此得到异物检测模型，使得模型具有对输电线异物的识别能力，提高了异物识别的准确率和识别效率。最后将输电线的实时脉冲信号数据进行预处理后，输入至所述异物检测模型中，即可自动预测出所述输电线的异物检测结果，为输电线的维护和管理提供了有力支持，从而实现了实时地准确针对复杂背景和动态变化的输电线的异物检测识别，降低了维护的人工成本、提高了异物识别的可靠性，具有较高的实用价值和社会效益。

33、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。