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基于改进YOLOX网络的雾天绝缘子缺陷检测

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高压电器 2024年第3期60卷 223-228页

作者：汤璐王淑青王年涛要若天王一博湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

绝缘子作为输电线路中重要的元器件,对绝缘子缺陷的识别和定位在电网巡检方面有重要意义。为了对雾天情况下绝缘子状态进行准确定位识别,改进了YOLOX目标检测网络。首先,为了加快网络的训练速度,改进了激活函数;其次,为了解决小目标样... 详细信息

绝缘子作为输电线路中重要的元器件,对绝缘子缺陷的识别和定位在电网巡检方面有重要意义。为了对雾天情况下绝缘子状态进行准确定位识别,改进了YOLOX目标检测网络。首先,为了加快网络的训练速度,改进了激活函数;其次,为了解决小目标样本相较于整体样本较少和样本不均衡的问题,改进了图像增强方法和损失函数;最后,将改进的YOLOX网络在数据集上与4种目标检测网络进行比较。实验结果表明,在雾天数据集上,改进后YOLOX的准确度、平均准确率和每秒处理图片张数都有一定提升,符合无人机巡检的要求。

关键词：绝缘子缺陷目标检测雾天巡检改进YOLOX

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基于轻量化人工神经网络的PCB板缺陷检测

仪表技术与传感器 2022年第5期 98-104页

作者：王淑青鲁濠鲁东林刘逸凡要若天湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

PCB板表面缺陷检测是其生产中重要的环节,针对当前目标检测模型在小型工业计算平台参数多,内存负荷大等问题,提出了一种轻量化YOLOv5的检测模型。首先在主干网络采用ShuffleNetV2结构取代Conv与C3结构;其次在FPN模块加入CEM和AM模块,解... 详细信息

PCB板表面缺陷检测是其生产中重要的环节,针对当前目标检测模型在小型工业计算平台参数多,内存负荷大等问题,提出了一种轻量化YOLOv5的检测模型。首先在主干网络采用ShuffleNetV2结构取代Conv与C3结构;其次在FPN模块加入CEM和AM模块,解决特征提取中分辨率与感受野不合的问题。最后使用PReLU激活函数代替ReLU,防止神经元崩坏。实验结果表明,改进的算法参数减少91%,每s浮点运算次数减少70%,检测精度达到95%,能够在小型计算平台完成快速精确的PCB板表面缺陷检测。

关键词：深度学习轻量化网络 YOLOv5 PCB板检测目标检测

基于改进YOLOv5的太阳能电池片表面缺陷检测

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仪表技术与传感器 2022年第5期 111-116页

作者：王淑青张鹏飞要若天鲁东林顿伟超湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

针对传统视觉方法的太阳能电池片表面缺陷检测效率低、种类少的问题,提出一种能高效识别太阳能电池片表面多种缺陷的神经网络模型。首先在YOLOv5模型输入端改进了一种动态反馈多尺度训练的数据增强方法以提高特征训练精度;然后采用指数... 详细信息

针对传统视觉方法的太阳能电池片表面缺陷检测效率低、种类少的问题,提出一种能高效识别太阳能电池片表面多种缺陷的神经网络模型。首先在YOLOv5模型输入端改进了一种动态反馈多尺度训练的数据增强方法以提高特征训练精度;然后采用指数线性单元激活函数ELU替换主干网络中的激活函数,加快训练速度;最后通过一种聚焦的高效交叉联合损失函数优化边界框损失。试验结果表明,改进的模型能对太阳能电池片的多种表面缺陷进行有效识别,检测精度较高,耗时较少,对太阳能电池片表面质量规范有实际应用价值。

关键词：深度学习太阳能电池片 YOLOv5 缺陷检测多尺度训练

基于改进YOLOv5神经网络的绝缘子缺陷检测方法

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激光杂志 2022年第8期43卷 60-65页

作者：王年涛王淑青黄剑锋要若天刘逸凡湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室武汉430068 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 华中科技大学武汉光电国家研究中心武汉430074

针对目前无人机航拍的绝缘子图像数据集中缺陷绝缘子样本数量较少的问题,提出一种融合图像数据集制作方法;同时针对绝缘子缺陷检测准确率低且检测网络参数量和计算量大的问题,提出一种改进的YOLOv5神经网络用于绝缘子的缺陷检测。首先... 详细信息

针对目前无人机航拍的绝缘子图像数据集中缺陷绝缘子样本数量较少的问题,提出一种融合图像数据集制作方法;同时针对绝缘子缺陷检测准确率低且检测网络参数量和计算量大的问题,提出一种改进的YOLOv5神经网络用于绝缘子的缺陷检测。首先采用无人机拍摄真实背景下绝缘子图像,然后借助机器人搭载双目相机和工业相机制作融合图像数据集,以平衡数据集正负样本比例,最后用神经网络对两种方式采集的数据集训练和验证。实验结果显示,采用GhostNet模块改进的YOLOv5网络缺陷检测mAP达98.43%,相比于未改进的YOLOv5网络mAP提高了6.02%,且通过机器人制作的绝缘子融合图像数据集具有与无人机拍摄的真实背景数据集相同的效果。因此,改进的YOLOv5神经网络能满足绝缘子缺陷检测要求。

关键词：绝缘子 YOLOv5 缺陷检测双目视觉 GhostNet

基于FPN的输电线路绝缘子运行状态诊断策略

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基于FPN的输电线路绝缘子运行状态诊断策略

作者：要若天湖北工业大学

学位级别：硕士

输电线路绝缘子的污秽闪络是影响电网运行的重大隐患之一,受各地区气象条件、地理环境和周边工业污染物的影响,绝缘子的污闪事故频繁发生,因此对于其污闪机理与放电模型的分析仍有待研究。本文在对分析现有诊断技术后,将人工智能理论、... 详细信息

输电线路绝缘子的污秽闪络是影响电网运行的重大隐患之一,受各地区气象条件、地理环境和周边工业污染物的影响,绝缘子的污闪事故频繁发生,因此对于其污闪机理与放电模型的分析仍有待研究。本文在对分析现有诊断技术后,将人工智能理论、模糊理论、Petri网和神经网络理论融合为可以反映绝缘子工作状态的智能推理架构,构建了一个全面推理其工作状态的智能诊断系统,通过输入相关特征量,运用经优化的模糊Petri网(FPN)来决策其污秽状态和闪络概率。由于闪络事故与绝缘子表面的泄漏电流密切相关,因此本文在传统Rogowski线圈基础上进行了改进,设计了具有实时远程监测、故障定位和闪络跳闸保护功能的泄漏电流监测方案。通过对所监测的电流特性进行分析与计量,将电特征量与非电特征量运用FPN推理规则来描述它们之间的复杂关系。在复杂节点推理上,本文运用改进的神经网络学习算法对网络各层权值进行自适应学习和改进,使得诊断系统能够对已学习的样本知识更新现有的知识库,从而实现对绝缘子污秽度以及闪络状态进行符合实际的精准预测。最后,使用实际测得的实验数据进行算例分析,仿真实验表明提出的智能诊断方法能够有效地推理出绝缘子污秽度,并能对其闪络概率做出评价,决定是否需要有针对性的清扫工作。本文所设计的绝缘子诊断监测系统能有效提高电网设备的故障巡视效率,降低检修人员的登杆次数,使设备维护更有针对性,节约了时间和人力成本,具有重要的工程应用价值和理论研究意义。

关键词：绝缘子污秽闪络 FPN 泄漏电流智能诊断

一种改进Faster R-CNN的太阳能电池片缺陷检测方法

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激光杂志 2022年第3期43卷 50-55页

作者：鲁东林王淑青鲁濠张鹏飞刘逸凡要若天湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430070 华中科技大学武汉国家光电研究中心武汉430070 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

针对传统太阳能电池片检测方法中检测时间过长,检测精度不高等缺点,提出了一种改进Faster R-CNN的太阳能电池片缺陷检测方法。以Faster R-CNN为框架,以ResNet50为网络主干,针对小目标缺陷,融入了基于FPN的多尺度检测网络,并应用了GA-RP... 详细信息

针对传统太阳能电池片检测方法中检测时间过长,检测精度不高等缺点,提出了一种改进Faster R-CNN的太阳能电池片缺陷检测方法。以Faster R-CNN为框架,以ResNet50为网络主干,针对小目标缺陷,融入了基于FPN的多尺度检测网络,并应用了GA-RPN结构,实现对太阳能电池片缺陷的检测。实验结果表明,较原始的Faster R-CNN算法,所提出的针对太阳能电池片表面缺陷检测方法的均值平均精度提高了6%,检测时间也有所提升。

关键词：太阳能电池片 Faster R-CNN 缺陷检测 FPN GA-RPN

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复杂微电网控制中的随机博弈与优化研究

智能科学与技术学报 2020年第3期2卷 251-260页

作者：周洪要若天余昶雷忠诚武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

由大量分布式能源、储能设备以及动态负荷集成的复杂微电网,具有出力-负荷双随机特性。旨在结合随机博弈优化理论,讨论综合能源微电网中的各种决策和优化控制问题。首先,分析了未来复杂微电网的特点和体系结构;其次,重点阐述了综合能源... 详细信息

由大量分布式能源、储能设备以及动态负荷集成的复杂微电网,具有出力-负荷双随机特性。旨在结合随机博弈优化理论,讨论综合能源微电网中的各种决策和优化控制问题。首先,分析了未来复杂微电网的特点和体系结构;其次,重点阐述了综合能源微电网中多种决策群体的博弈形式和交互方式;然后,基于微电网不同的拓扑结构和群体的随机特性,归纳了影响网络博弈的主要因素;最后,给出一种随机博弈优化策略及其控制方法架构。通过深入探讨不同形式下的微电网同步、稳定性及博弈优化等关键问题,为进一步促进清洁能源消纳和供需互动、维护电网稳定提供了新的思路。

关键词：微电网复杂网络博弈论优化控制

启发式神经网络在异步电机矢量控制速度估计中的应用

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信阳师范学院学报（自然科学版） 2017年第4期30卷 618-622页

作者：王淑青要若天高翔袁晓辉湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074

研究了三相感应电机矢量控制系统中的速度估计部分,引入了BP神经网络进行预测控制.在分析其数学模型之后,针对神经网络输入与输出频率存在的不匹配情况,通过改进BP神经网络解决黑箱问题时的输入参数,使用启发式算法对网络的输入参数进... 详细信息

研究了三相感应电机矢量控制系统中的速度估计部分,引入了BP神经网络进行预测控制.在分析其数学模型之后,针对神经网络输入与输出频率存在的不匹配情况,通过改进BP神经网络解决黑箱问题时的输入参数,使用启发式算法对网络的输入参数进行预处理,取代了以电机定子电压电流参数作为训练输入的方法.仿真研究表明,该改进方法具有良好的跟踪性能与静动态性能,且具有更小的超调量.

关键词：异步电机速度估计神经网络启发式

基于EfficientDet和双目摄像头的绝缘子缺陷检测

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中国电力 2021年第2期54卷 156-163,196页

作者：刘逸凡王淑青庆毅辉王晨曦兰天泽要若天湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

绝缘子是输电线路重要的组成部件,带有缺陷的绝缘子会对线路造成隐患,通过图像检测技术可以提高绝缘子缺陷检测的效率,大大减小维护成本。但现有的绝缘子缺陷检测技术有精度不高和检测时间过长等缺点,针对这一问题,提出了基于Efficient... 详细信息

绝缘子是输电线路重要的组成部件,带有缺陷的绝缘子会对线路造成隐患,通过图像检测技术可以提高绝缘子缺陷检测的效率,大大减小维护成本。但现有的绝缘子缺陷检测技术有精度不高和检测时间过长等缺点,针对这一问题,提出了基于EfficientDet和双目摄像头的绝缘子缺陷检测方法,首先通过双目摄像头设计了一种数据集采集的方法,解决了目前开源数据集不充分的问题;其次通过前置一个带标签的分类先行算法解决了EfficientDet占用资源过多的问题;最后将提出的算法与3种传统绝缘子缺陷检测算法进行比较,发现提出算法的mAP(平均精度均值)为50.04,优于其他3种算法,绝缘子识别定位准确率达95%以上,缺陷识别定位准确率达90%以上,具有较好的效率与实用性。

关键词：神经网络双目摄像头绝缘子缺陷检测机器视觉