CN112419680A - 一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统 - Google Patents

一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统，涉及输电网络的安全识别领域，获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息；本发明采取图像监拍前端隐患自动发现和人工巡视相结合的方式，对不同外界隐患类型进行快速分类和诊断。

Description

一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统
技术领域
本发明涉及输电网络的安全识别领域，尤其涉及一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统。
背景技术
西电东送主架网作为南方电网的骨干网架，其安全可靠的运行具有重要意义。目前，电网的安全维护需要消耗大量的人力、物力和财力。为了节约成本，采取机械化、自动化的安全维护措施是最有效的方式。然而，现有的在线监测装置的监测水平并不理想。公司在遵循输电线路在线监测通信规约及信息交互规范Q/CSG1205031-2020的基础上，结合图像智能识别技术，提出了输电通道隐患智能识别检测方法，将目前最先进的图像识别技术与南方电网平台相结合，实现了图像识别技术在电网安全领域的落地。
输电通道监视目标要求多，线路周边通道环境情况包括施工、车辆、异物、烟雾等；监视范围要求广，既需要近景、也需要远景，既需大视野，也需要大景深，因此对输电通道图像开展智能识别方法研究，具有很大的实用意义；同时，将算法运用在通用框架嵌入式设备中，以实现隐患就地自动诊断，保证智能识别的准确性和及时性。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种输电线路安全隐患分类识别方法及系统，采取图像监拍前端隐患自动发现和人工巡视相结合的方式，对不同外界隐患类型进行快速分类和诊断，实现基于架空输电通道可视化图像的智能识别。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种输电线路安全隐患分类识别方法，用于图像监测识别装置，包括以下步骤：
将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
后台控制中心接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别方法，进一步地，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别方法，进一步地，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别方法，进一步地，还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别方法，进一步地，还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
一种输电线路安全隐患分类识别系统，包括图像监测识别装置和后台控制中心，所述图像监测识别装置包括图像拍摄单元、第一处理单元、第二处理单元和加密解密单元，其中，
所述第一处理单元用于将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
所述图像拍摄单元用于获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
所述第二处理单元用于将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
所述加密解密单元用于若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
所述后台控制中心用于接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别系统，进一步地，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别系统，进一步地，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别系统，进一步地，所述第二处理单元还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
如上所述的输电线路安全隐患分类识别系统，进一步地，所述第二处理单元还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明针对不同隐患类型分别采取不同的图像处理算法，结合定时上传现场图片和发现隐患后自动上传等方式，将传统的定期人工巡检方式提高到每小时远程巡检一次，对于特殊场景(如施工、山火等)可缩短巡检周期，且有隐患即时巡视的方式，对输电通道的安全巡检起到了很好的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的方法流程的示意图；
图2为本发明实施例的系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例：
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1至图2，图1为本发明实施例的方法流程的示意图；图2为本发明实施例的系统的结构图。为方便阐述，实施例中的第一和第二亦可称作A和B，如第一隐患类型等同于隐患类型A，以此类推。
一种输电线路安全隐患分类识别方法，用于图像监测识别装置，包括以下步骤：
将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
后台控制中心接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
具体地，该方法可以包括如下步骤：
S1，根据隐患类型A和B，创建样本训练集。
针对输电通道隐患类型A和隐患类型B，搜集并生成图片样本库，对样本库进行标注，创建分别与隐患类型A和隐患类型B相对应的样本训练集A和样本训练集B，并存储于远端输电通道处的图像监测识别装置内。其中，所述隐患类型A为容易识别的安全隐患；所述隐患类型B为识别困难的安全隐患。具体地，所述隐患类型A包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢等；所述隐患类型B包括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销等。
S2，现场图像采集，得到图像数据。
所述图像监测识别装置定时抓拍现场图片，编码为JPG格式，并进行降噪、宽动态增效的图像处理，得到图像数据。
S3，图像数据与样本比对。
所述图像监测识别装置将所述图像数据与样本训练集A进行比对，若比对结果相似度高于一定阈值，则生成隐患类型A对应的报警信息A；将所述图像数据与样本训练集B进行比对，若比对结果相似度高于一定阈值，则生成隐患类型B对应的报警信息B。
若上述比对结果均未达到预设阈值，则需进一步确定是否存在不易发现的隐患类型B。此时，对所述图像数据采取图像分割算法，先将图像数据中的目标隐患物体(比如电力线或绝缘子)分割出来，再结合图像分类算法进行细小缺陷识别，若识别结果与样本训练集B的相似度高于一定阈值，则生成隐患类型B对应的报警信息B。
S4，加密发送图像数据、报警信息A和/或B给后台控制中心。
若生成有报警信息A或B，则所述图像监测识别装置采用2G/3G/4G/5G网络格式，将所述图像数据、报警数据A和/或报警数据B进行加密，并实时将加密后的信息发送给后台控制中心，以提醒后台及时进行隐患处理；若没有报警信息生成，则所述图像监测识别装置仅将图像数据加密后定时发送给后台控制中心。具体地，所述定时时长可设为每5分钟发送一次。
S5，判断是否收到报警信息A或B。
所述后台控制中心接收上述加密后的信息进行解密，若解密后的信息中包含有报警数据A或报警数据B，则启用人工巡检，并可根据需要发送拍摄调整指示给所述图像监测识别装置；若仅收到图像数据信息，则转至步骤S2继续监测；
S6，判断是否收到拍摄调整指示。
所述图像监测识别装置若接收到拍摄调整指示，则根据拍摄调整指示中的参数调整拍摄方向或镜头远近，然后继续步骤S2；若未接收到拍摄调整指示，则直接转至步骤S2继续监测。
同时，本发明提供一种输电线路安全隐患分类识别系统，包括图像监测识别装置和后台控制中心，所述图像监测识别装置包括图像拍摄单元、第一处理单元、第二处理单元和加密解密单元，其中，
所述第一处理单元用于将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
所述图像拍摄单元用于获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
所述第二处理单元用于将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
所述加密解密单元用于若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
所述后台控制中心用于接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述第二处理单元还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述第二处理单元还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述系统包括：图像监测识别装置、基站、防火墙、后台控制中心。
本发明的技术方案对输电线路常见隐患(吊车、塔吊、施工机械、异物、山火等)识别准确度超过85％，大幅度提高输电通道隐患的智能化识别、自动化处理水平，降低人工图像处理工作量到原来的20％，提高人员工作效率5倍以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种输电线路安全隐患分类识别方法，用于图像监测识别装置，其特征在于，包括以下步骤：
将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
后台控制中心接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
2.根据权利要求1所述的输电线路安全隐患分类识别方法，其特征在于，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
3.根据权利要求2所述的输电线路安全隐患分类识别方法，其特征在于，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
4.根据权利要求1所述的输电线路安全隐患分类识别方法，其特征在于，还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
5.根据权利要求1所述的输电线路安全隐患分类识别方法，其特征在于，还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
6.一种输电线路安全隐患分类识别系统，包括图像监测识别装置和后台控制中心，其特征在于，
所述图像监测识别装置包括图像拍摄单元、第一处理单元、第二处理单元和加密解密单元，其中，
所述第一处理单元用于将输电通道隐患按图像识别难度至少划分为第一隐患类型和第二隐患类型，建立对应于所述第一隐患类型的第一样本训练集和对应于所述第二隐患类型的第二样本训练集，其中，所述第一隐患类型的图像识别难度低于所述第二隐患类型的图像识别难度，且所述第一隐患类型包含有第一阈值，所述第二隐患类型包含有第二阈值；
所述图像拍摄单元用于获取输电通道的现场图片，对所述现场图片进行图像处理得到图像数据；
所述第二处理单元用于将所述图像数据与第一样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第一阈值，则生成所述第一隐患类型对应的第一报警信息；将所述图像数据与第二样本训练集进行比对，若比对结果相似度高于所述第二阈值，则生成所述第二隐患类型对应的第二报警信息，若比对结果相似度未达到所述第一阈值或所述第二阈值，则先采取图像分割算法将所述图像数据中目标隐患物分隔出来，然后结合图像分类算法进行细小缺陷识别；
所述加密解密单元用于若生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，对生成的所述第一报警信息或所述第二报警信息转化为预设的网络格式，同时将所述图像数据、所述第一报警信息和/或所述第二报警信息进行加密，然后发送到将加密后的信息发送给后台控制中心，若未生成所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则仅将所述图像数据加密后定时发送给后台控制中心；
所述后台控制中心用于接收上述加密后的信息并进行解密，若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则启用人工巡检。
7.根据权利要求6所述的输电线路安全隐患分类识别系统，其特征在于，所述第一隐患类型包括发现吊车、塔吊、烟火或鸟巢；所述第二隐患类型包括发现括电力线的断股、松股、绝缘子缺失或销钉缺销。
8.根据权利要求7所述的输电线路安全隐患分类识别系统，其特征在于，对于第一隐患类型，所述目标隐患物包括吊车、塔吊、烟火或鸟巢；对于第二隐患类型，所述目标隐患物包括电力线或绝缘子。
9.根据权利要求6所述的输电线路安全隐患分类识别系统，其特征在于，所述第二处理单元还包括：生成对应于所述图像监测识别装置的第一指令，所述第一指令用于指示所述图像监测识别装置调整拍摄角度。
10.根据权利要求6所述的输电线路安全隐患分类识别系统，其特征在于，所述第二处理单元还包括：若解密后的信息中包含有所述第一报警信息和/或所述第二报警信息，则生成对应于所述图像监测识别装置的第二指令，所述第二指令用于指示所述图像监测识别装置拍摄一定时长的视频并发送给后台控制中心，用于人工核实。
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