基于卷积神经网络的绝缘子目标识别方法研究
2019-08-21陈春玲周云成朱浩祎
沈阳农业大学学报 2019年4期
陈春玲 ,杨 雪 ,周云成 ,王 俊 ,朱浩祎 ,苑 婷 ,于 泳
(1.沈阳农业大学 信息与电气工程学院,沈阳100161;2.国网辽宁省电力有限公司 盘锦供电公司,辽宁 盘锦 124000)
绝缘子是高压架空输电线路的主要部件之一,起到电气绝缘以及机械支撑作用。而绝缘子多装设在高空,且长期处于高压工作环境下,人工观察绝缘子的位置信息费时费力,因此使用机器学习的方法对绝缘子进行识别,对进一步的破损识别研究具有重要意义。传统的识别方法是先对绝缘子图像做预处理,利用浅层机器学习算法对目标图像特征进行提取与分析。目前,机器学习已被大量用在图像处理领域。在国外,使用分割[1]、轮廓提取[2]、纹理特征提取[3]等算法,对航拍绝缘子图像进行特征提取并识别[4]。在国内,根据绝缘子自身颜色和形态特点,在分割提取[6-9]的基础上,再与遗传算法和BP神经网络等算法结合使用,来进行绝缘子的特征图像提取与识别。为了避免人工识别绝缘子带来的耗时耗力等问题,借鉴深度学习在机器视觉领域的广泛使用。提出基于卷积神经网络的绝缘子目标识别方法,以VGGNet作为特征提取网络,并在ImageNet数据集上进行特征提取训练。以Faster R-CNN作为绝缘子识别网络的基本框架,用预训练后的VGGNet对其初始化,利用预处理的绝缘子数据集对其进一步训练。此外,为探究不同特征提取网络与算法对试验结果的影响,除VGGNet和Faster R-CNN以外,本研究还分别使用了AlexNet和Fast R-CNN来做对比试验。基于试验观察,以VGGNet为特征网络的Faster R-CNN算法结果更为理想,可以实现绝缘子的目标识别。……
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