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复杂光照环境下的标识线图像增强方法

计算机科学 2024年第S1期51卷 500-504页

作者：吴静樊绍胜胡成扬长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

自动驾驶汽车在行驶过程中需要识别道路标识线以确保行驶在车道上,变电站巡检机器人通过识别道路标识线实现准确巡检。但由于复杂光照环境的影响,道路标识线信息难以准确提取。传统的图像增强方法无法对所有复杂光照环境下的道路标识线... 详细信息

自动驾驶汽车在行驶过程中需要识别道路标识线以确保行驶在车道上,变电站巡检机器人通过识别道路标识线实现准确巡检。但由于复杂光照环境的影响,道路标识线信息难以准确提取。传统的图像增强方法无法对所有复杂光照环境下的道路标识线图像都产生良好的增强效果,对此提出一种复杂光照环境下的道路标识线图像增强方法。利用HSV色域空间的亮度图像的亮度差进行分层处理,对高亮度差的图像使用自适应伽马校正的方法进行图像增强,对低亮度差的图像先使用直方图锥形拉伸扩大图像灰度级,再利用自适应伽马校正提升图像对比度。实验结果表明,该算法能有效解决低光照、曝光等复杂光照环境所导致的道路标识线难以识别的问题,是一种有效的图像增强方法。

关键词：图像增强伽马校正直方图锥形拉伸 HSV色彩空间复杂光照

基于多元线性回归法的配电网导线剥皮控制方法

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电力学报 2024年第1期39卷 52-63页

作者：张秋雁李权陈宇李华鹏樊绍胜贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 湖南省送变电工程有限公司长沙410015 贵州电网有限责任公司兴义供电局贵州兴义562400 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410004

针对配电网运维检修中搭接引流线的导线剥皮问题,分析了传统剥皮控制方式的局限性,提出了一种基于多元线性回归的电机力矩控制方法。首先,分析了导线剥皮受力情况,建立了剥皮力学模型;然后,为了精准判别剥皮目标区域,引入与力矩相关的... 详细信息

针对配电网运维检修中搭接引流线的导线剥皮问题,分析了传统剥皮控制方式的局限性,提出了一种基于多元线性回归的电机力矩控制方法。首先,分析了导线剥皮受力情况,建立了剥皮力学模型;然后,为了精准判别剥皮目标区域,引入与力矩相关的权重因子,构建多元线性回归方程并采用梯度下降法求解表征剥皮过程特征的量化因子;最后,通过对量化后的状态阈值进行判定即可实现精准剥皮控制。采用JKLYJ-70型电缆进行了剥皮实验,结果表明,所提力矩控制方法的剥皮准确率为99.2%,线损率为0.4%,验证了该方法的可行性。

关键词：配电网导线剥皮力学分析多元线性回归法控制

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基于图像增强与深度学习的变电设备红外热像识别方法

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中国电机工程学报 2021年第23期41卷 7990-7997页

作者：谭宇璇樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

红外热像的自动识别是变电设备缺陷与故障诊断的重要手段。针对目前变电设备的红外热像识别存在的极易受到背景杂波干扰、图像视觉效果差、缺乏智能方法等问题,使用快速导向滤波在去噪时保留边缘信息,提出参数自调整的Retinex算法对图... 详细信息

红外热像的自动识别是变电设备缺陷与故障诊断的重要手段。针对目前变电设备的红外热像识别存在的极易受到背景杂波干扰、图像视觉效果差、缺乏智能方法等问题,使用快速导向滤波在去噪时保留边缘信息,提出参数自调整的Retinex算法对图像进行增强,提高红外热像的对比度;改进YOLOv3网络的特征提取网络与损失函数提高变电设备的识别精度。经测试,5种变电设备的识别平均准确率可以达到94.85%,每张图片的识别速度为7.88ms/张。实验结果表明了该方法的准确性和快速性,为实现变电设备状态监测提供一定条件。

关键词：变电设备 YOLOv3 红外热像识别图像增强快速导向滤波

基于特征选取与多RBF神经网络的冷凝器污垢软测量

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仪器仪表学报 2008年第4期29卷 723-728页

作者：樊绍胜王耀南长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410076 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

提出了基于特征选取与多RBF神经网络的冷凝器污垢软测量方法。该方法采用基于BP神经网络的灵敏度计算,从受污垢影响的冷凝器各个性能指标中,提取最能反映冷凝器污垢状态的特征变量。在此基础上,针对冷凝器变工况、冷凝器空气漏入量等因... 详细信息

提出了基于特征选取与多RBF神经网络的冷凝器污垢软测量方法。该方法采用基于BP神经网络的灵敏度计算,从受污垢影响的冷凝器各个性能指标中,提取最能反映冷凝器污垢状态的特征变量。在此基础上,针对冷凝器变工况、冷凝器空气漏入量等因素对污垢特征变量的影响,研究基于多RBF神经网络的智能建模方法,有效实现冷凝器污垢与其他参数变化对特征变量影响的分离。根据此方法,进行了现场试验,试验结果表明:该方法能较准确地在线监测冷凝器污垢,并在冷凝器出现堵管、空气漏入量较大、工况参数大范围变化时,取得比热阻法、传热系数法、模糊软测量法更可靠的测量结果。

关键词：冷凝器污垢特征选取多RBF神经网络灵敏度计算

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在线监测冷凝器污脏程度的新方法

仪器仪表学报 2005年第3期26卷 292-296页

作者：樊绍胜王耀南长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410077 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对现有测量冷凝器换热管污脏方法的不足,提出了一种在线监测污脏程度的新方法。该方法选取传热端差作为研究对象,综合考虑各因素对端差的影响,运用模糊建模技术成功实现冷凝器污脏、工况参数变化对端差影响的分离,可准确地在线监测... 详细信息

针对现有测量冷凝器换热管污脏方法的不足,提出了一种在线监测污脏程度的新方法。该方法选取传热端差作为研究对象,综合考虑各因素对端差的影响,运用模糊建模技术成功实现冷凝器污脏、工况参数变化对端差影响的分离,可准确地在线监测冷凝器污脏。在模糊建模中,采用T-S模型描述变工况端差,研究了一种基于相似性判别的模糊聚类算法自动确定合适的聚类组数目,并用实数编码的遗传算法优化全局参数,从而获得了规则简化的、具有较高精度的模糊模型。根据此方法, 进行了现场试验。试验结果表明该方法能准确、有效地监测冷凝器污脏,并在冷凝器出现堵管时,取得比热阻法更好的测量效果。

关键词：量效法能新方法影响在线监测程度效果冷凝器端差测量

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基于阻抗匹配的输电线路在线取能方法研究

中国电机工程学报 2019年第23期39卷 6867-6876页

作者：刘铮樊绍胜胡劼睿长沙理工大学电气与信息工程学院

针对常规电流互感器在线取能方法无法在较宽的输电线路电流变化范围内,实现稳定较大功率输出的问题,提出了基于阻抗匹配的输电线路在线取能方法。该方法利用套在输电线路上磁芯的励磁电感与磁芯副边匹配电容实现并联谐振,大幅增加线路... 详细信息

针对常规电流互感器在线取能方法无法在较宽的输电线路电流变化范围内,实现稳定较大功率输出的问题,提出了基于阻抗匹配的输电线路在线取能方法。该方法利用套在输电线路上磁芯的励磁电感与磁芯副边匹配电容实现并联谐振,大幅增加线路阻抗从而抑制线路上的电流。同时通过分流的方式将输电线路上的负荷电流导入负载实现功率输出。通过分析该方法取能原理,建立基于阻抗匹配的输电线路在线取能电路模型,推导出取能电路模型中各参数与取能功率间的关系,继而实现取能电路与负载阻抗相匹配,提高在线取能功率。最后的仿真以及实验表明:在输电线路电流为50A时,取能电路的输出能达到15.44W,折算得到功率密度达到了25733W/m^3。是相同条件下常规电流互感器取能方法输出功率密度2倍以上,已经能够支撑一些低功耗监测仪器的供电需求。当线路电流达到80A以上,取能电路的输出功率更是可以达到30W左右,已具有足够的供能能力。

关键词：在线取能磁芯励磁阻抗阻抗匹配输出功率

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雨雾环境下的变电站指针式仪表识别方法

激光与光电子学进展 2021年第24期58卷 213-222页

作者：朱斌滨樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院电力机器人湖南省重点实验室湖南长沙410114

目前巡检机器人在变电站室外巡检复杂环境下存在指针式仪表识别准确低的问题,提出了一种基于灰度级动态调整和Blackhat-Otsu算法的指针式仪表识别方法。针对雾天环境,提出了基于灰度级动态调整的Retinex去雾算法,对不同浓度的含雾图像... 详细信息

目前巡检机器人在变电站室外巡检复杂环境下存在指针式仪表识别准确低的问题,提出了一种基于灰度级动态调整和Blackhat-Otsu算法的指针式仪表识别方法。针对雾天环境,提出了基于灰度级动态调整的Retinex去雾算法,对不同浓度的含雾图像进行了处理,提高了图像的对比度和清晰度,与其他去雾方法相比,所得图像的信息熵分别提升了1.1 dB~2 dB,均方误差(MSE)降低了700~800。在ResNet网络去雨模型中,引入快速引导滤波层以去除图像上的雨纹,峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)均有提升。为了提高指针读数的准确度,提出了Blackhat-Otsu指针分离法,避免了指针阴影及表盘刻度的干扰。实验结果表明,所提方法对变电站雨雾环境具有良好的鲁棒性,提升了仪表检测与读数识别的准确性。

关键词：图像处理雨雾环境指针式仪表改进Retinex 去雨

基于阻抗自适应调整的输电线路取能装置稳定取能方法

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中国电机工程学报 2022年第14期42卷 5348-5359页

作者：樊绍胜钟洪亮岳舟长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

针对电流互感器在线取能装置存在的小电流难以取能、大电流磁芯饱和等问题,该文提出基于阻抗自适应调整的稳定取能方法。通过并联谐振,构建包含阻尼支路与取能支路的双支路模型,实现电流转移,解决小电流难以取能的问题。提出基于品质因... 详细信息

针对电流互感器在线取能装置存在的小电流难以取能、大电流磁芯饱和等问题,该文提出基于阻抗自适应调整的稳定取能方法。通过并联谐振,构建包含阻尼支路与取能支路的双支路模型,实现电流转移,解决小电流难以取能的问题。提出基于品质因数调节的阻抗调整方法,在一定电流范围内,稳定负载功率。提出基于反向电流注入的阻抗调整方法,解决线路大电流下的磁芯饱和问题。针对线路电流突变情况,提出基于旁路电阻投切的阻抗调整方法,实现阻抗的快速调整,避免能量冲击。搭建仿真和实验系统,实验结果表明取能方法不仅可以实现较大功率输出,还能在宽电流范围内稳定负载功率,满足输电线路在线监测设备的供能需求。

关键词：在线取能并联谐振品质因数磁芯饱和阻抗调整

基于动态双窗口的机器人视觉导航与特征识别方法

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计算机工程 2020年第9期46卷 313-320页

作者：崔坤坤樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 电力机器人湖南省重点实验室长沙410114

针对变电站巡检机器人导航精度低与巡检点识别鲁棒性差的问题,提出一种采用动态双窗口的视觉导航与路径特征识别方法。根据导航图像匹配结果和相机位姿偏差动态设置导航窗口,将图像由传统的红绿蓝颜色空间转换为色调、饱和度和亮度颜色... 详细信息

针对变电站巡检机器人导航精度低与巡检点识别鲁棒性差的问题,提出一种采用动态双窗口的视觉导航与路径特征识别方法。根据导航图像匹配结果和相机位姿偏差动态设置导航窗口,将图像由传统的红绿蓝颜色空间转换为色调、饱和度和亮度颜色空间进行灰度图重构,利用分区自适应阈值分割算法提取导航路径并将其简化为直线模型,使用最小二乘法拟合计算出机器人与导航路径的距离偏差,同时将全视野范围作为特征识别窗口,根据路径长宽比改进基于区域建议的Faster R-CNN算法,最终完成对5种路径特征的识别。实验结果表明,在强光照和弱光照条件下,该方法所得巡检机器人的直线跟踪与曲线跟踪偏差分别小于5 mm和25 mm,对5类路径特征的平均识别准确率达到98.6%,与传统HOG+SVM目标检测方法相比,有效提高了导航精度和路径特征识别鲁棒性。

关键词：巡检机器人视觉导航动态双窗口灰度图重构 Faster R-CNN算法