摘要
随着十四五规划的展开，稳定的电力供应成为保障经济社会正常运转的关键一环。销钉是输电线路中用于固定螺母的器件，销钉的脱落会导致输电线路的不稳定，极易引起跳闸事故。近几年，基于深度神经网络的目标检测技术获得了飞速发展，尤其在电力运维中与无人机巡检进行结合，提高了巡检人员的巡检效率和人身安全性。因此一种基于深度神经网络的销钉缺陷检测方法对巡检人员完成销钉缺陷的巡检工作，对维护输电安全具有重要的研究意义和应用价值。 销钉缺陷检测主要存在三个挑战，最大的挑战在于销钉是绝对意义上的小物体;其次，复杂的自然环境背景和邻近的大量相似机械部件加剧了检测难度;第三，在数据层面上存在正常状态销钉和缺失状态销钉的类别不平衡问题。当前的销钉缺陷检测研究分为基于传统图像处理技术的检测方法和基于深度神经网络的目标检测模型的方法，但检测销钉缺陷的性能依然不能满足工业界的实际需求。 本文介绍一种基于多层级联结构的销钉缺陷检测方法，其在性能表现上优于直接使用单个深度神经网络的目标检测模型进行销钉缺陷检测的方法。本文的检测方法分为四个模块，分别为图像预处理模块、冗余滑动窗口分割模块、销钉图像定位模块和销钉状态分类模块。通过多层级联的方式，不仅逐步提高销钉图像在待检测图像中的区域占比，放大销钉图像的特征，还能够过滤掉无关的复杂背景。为训练和测试本文提出的销钉缺陷检测方法，本文构建了三个基于真实输电线路场景下的销钉样本数据集，在构建过程中采用数据增强的方式对销钉样本数据集中的类别不平衡的问题进行了改进。本文提出的基于多层级联结构的销钉缺陷检测方法和其中的重要模块在数据集上进行了大量实验，实验结果表明，本方法在检测缺失销钉上具有很高的准确率，并且针对改进部分的消融实验验证了其有效性。此外，本文面向巡检人员设计和实现了一个销钉缺陷检测系统。系统使用Python语言进行开发，采用B/S架构，前后端分离的开发方式。前端选用Vue等技术实现上传巡检图、调用部署的销钉缺陷检测方法以及查看对销钉的检测结果等界面。后端选用Flask作为Web框架，使用关系型数据库MySQL保存巡检图和检测结果，使用gRPC的方式调用通过PaddleServing部署的销钉缺陷检测模型。
NETL