一种接触网绝缘子缺陷识别方法及系统

本发明属于绝缘子识别，尤其涉及一种接触网绝缘子缺陷识别方法及系统。

背景技术：

1、铁路接触网绝缘子是铁路供电系统的重要组成部分，其安全运行直接关系到铁路交通的安全和稳定，铁路电气化系统需要通过接触网向行驶的列车提供电力，而接触网绝缘子能够有效地隔离接触网与地面之间的电气连接，防止电流流向地面，且接触网绝缘子通常安装在接触网支柱上，能够支撑接触网，保证其在列车运行时能够保持稳定的位置和形态，此外，接触网绝缘子还能够对电力系统进行保护并检测接触网的绝缘水平。但是当绝缘子出现损坏或者老化时，其绝缘性能会下降，如果不能及时发现，可能会导致电力系统的故障，甚至引发重大安全事故。

2、传统的接触网绝缘子检测通常依赖于人工巡检，效率低下且容易出现漏检等问题，同时，人工巡检还存在着主观性和劳动强度大的缺点，难以满足大规模铁路线路的监测需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种接触网绝缘子缺陷识别方法及系统，用于解决传统的接触网绝缘子检测通常依赖于人工巡检，效率低下且容易出现漏检的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种接触网绝缘子缺陷识别方法，包括：

3、获取接触网绝缘子的历史图像数据，所述历史图像数据中包含接触网绝缘子的图像信息以及对所述图像信息进行标注后的缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置以及缺陷类型；

4、将所述图像信息作为改进的yolov5x网络的输入，以及将所述缺陷信息作为所述改进的yolov5x网络的输出，对所述改进的yolov5x网络的网络参数进行调整，得到绝缘子缺陷识别模型，其中，所述改进的yolov5x网络中包含vercl初始化规则、jreu组合激活函数以及里贝里加权综合损失函数；

5、所述vercl初始化规则位于所述改进的yolov5x中的骨干网络的卷积层中，所述vercl初始化规则确定各个卷积层的连接方式，卷积层输入为上一层具有不同通道数的特征图，输出为输入经过卷积操作和激活函数处理后得到的新的特征图；

6、基于所述jreu组合激活函数调整各个卷积层的连接通道，所述jreu组合激活函数的输入为来自卷积层的加权和，即线性变换后的结果，输出为经过jreu组合激活函数处理后的结果，代表改进的yolov5x网络在给定输入下的非线性响应；

7、所述里贝里加权综合损失函数的输入为改进的yolov5x网络对于给定输入数据的预测结果，输出是改进的yolov5x网络在给定输入数据上的损失值；

8、获取包含所述接触网绝缘子的实时图像信息，并将所述实时图像信息输入至所述绝缘子缺陷识别模型中，所述绝缘子缺陷识别模型输出与所述实时图像信息对应的目标缺陷信息。

9、第二方面，本发明提供一种接触网绝缘子缺陷识别系统，包括：

10、获取模块，配置为获取接触网绝缘子的历史图像数据，所述历史图像数据中包含接触网绝缘子的图像信息以及对所述图像信息进行标注后的缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置以及缺陷类型；

11、调整模块，配置为将所述图像信息作为改进的yolov5x网络的输入，以及将所述缺陷信息作为所述改进的yolov5x网络的输出，对所述改进的yolov5x网络的网络参数进行调整，得到绝缘子缺陷识别模型，其中，所述改进的yolov5x网络中包含vercl初始化规则、jreu组合激活函数以及里贝里加权综合损失函数；

12、所述vercl初始化规则位于所述改进的yolov5x中的骨干网络的卷积层中，所述vercl初始化规则确定各个卷积层的连接方式，卷积层输入为上一层具有不同通道数的特征图，输出为输入经过卷积操作和激活函数处理后得到的新的特征图；

13、基于所述jreu组合激活函数调整各个卷积层的连接通道，所述jreu组合激活函数的输入为来自卷积层的加权和，即线性变换后的结果，输出为经过jreu组合激活函数处理后的结果，代表改进的yolov5x网络在给定输入下的非线性响应；

14、所述里贝里加权综合损失函数的输入为改进的yolov5x网络对于给定输入数据的预测结果，输出是改进的yolov5x网络在给定输入数据上的损失值；

15、输出模块，配置为获取包含所述接触网绝缘子的实时图像信息，并将所述实时图像信息输入至所述绝缘子缺陷识别模型中，所述绝缘子缺陷识别模型输出与所述实时图像信息对应的目标缺陷信息。

16、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的接触网绝缘子缺陷识别方法的步骤。

17、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的接触网绝缘子缺陷识别方法的步骤。

18、本申请的接触网绝缘子缺陷识别方法及系统，通过将图像信息作为改进的yolov5x网络的输入，以及将缺陷信息作为改进的yolov5x网络的输出，对改进的yolov5x网络的网络参数进行调整，得到绝缘子缺陷识别模型，提高了绝缘子缺陷识别模型对接触网绝缘子的检测效率，相应地也提升了检测精度，进一步减少了对人力检测的依赖，有利于该方法的实际应用。

技术特征：

1.一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，所述vercl初始化规则具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，其中，进行归一化学习率更新的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，所述jreu组合激活函数的表达式为：

5.根据权利要求1所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，在基于所述jreu组合激活函数调整各个卷积层的连接通道之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，所述里贝里加权综合损失函数的表达式为：

7.根据权利要求1所述的一种接触网绝缘子缺陷识别方法，其特征在于，所述里贝里加权综合损失函数为角度损失子函数经过希尔拉斯变换后与距离损失子函数加权组合得到的综合损失函数；

8.一种接触网绝缘子缺陷识别系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结本发明公开了一种接触网绝缘子缺陷识别方法及系统，方法包括：获取接触网绝缘子的历史图像数据，历史图像数据中包含接触网绝缘子的图像信息以及对图像信息进行标注后的缺陷信息，缺陷信息包括缺陷位置以及缺陷类型；将图像信息作为改进的YOLOv5x网络的输入，以及将缺陷信息作为改进的YOLOv5x网络的输出，对改进的YOLOv5x网络的网络参数进行调整，得到绝缘子缺陷识别模型；获取包含接触网绝缘子的实时图像信息，并将实时图像信息输入至绝缘子缺陷识别模型中，绝缘子缺陷识别模型输出与实时图像信息对应的目标缺陷信息。提高了绝缘子缺陷识别模型对接触网绝缘子的检测效率，相应地也提升了检测精度。技术研发人员：王晓明,王泽,姚道金,陈璋淋,董文涛受保护的技术使用者：华东交通大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1