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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

基于图像预处理和语义分割的电力巡检机器人视觉导航方法

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电力科学与技术学报 2023年第6期38卷 248-258页

作者：杨权樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

由于光照和恶劣天气的影响,传统图像处理方法用于巡检机器人视觉导航方面的识别效率不高,为此,提出一种基于图像预处理和语义分割的电力巡检机器人视觉导航方法。首先,提出基于自适应伽马校正方法的图像增强方法,解决强光、弱光和光照... 详细信息

由于光照和恶劣天气的影响,传统图像处理方法用于巡检机器人视觉导航方面的识别效率不高,为此,提出一种基于图像预处理和语义分割的电力巡检机器人视觉导航方法。首先,提出基于自适应伽马校正方法的图像增强方法,解决强光、弱光和光照不均对图像的影响,针对曝光情况采用LSTM预测模型自适应调整摄像头角度消除曝光,提升图像良好曝光度;然后,采用改进DenseNet网络对导航路径进行语义分割,提取路径目标区域,通过目标区域像素值的分布拟合机器人的前进路线并计算出偏移量,提供机器人调整行驶姿态的关键参数并利用模板匹配判断导航路径中的走向、定位与分叉标志。实验结果表明,该算法能有效解决由光照和恶劣天气所导致的识别精度低的问题,提高复杂环境下巡检机器人导航定位的精准度。

关键词：巡检机器人视觉导航伽马校正 DenseNet

A New DC Side Capacitance Voltages Balancing Method for Three-level Inverters Based on Hybrid Space Vector Modulation

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中国电机工程学报 2012年第27期32卷 I0017-I0017页

作者： fan Bishuang Tan Guanzheng fan shaosheng Deng zelin Central South University Changsha University of Science & Technology

针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量... 详细信息

针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量对中点电流的控制能力。对于正负小矢量不能成对出现的扇区,根据相电流的变化情况,使调制在传统算法和基于虚拟矢量的算法之间切换,从而削弱中矢量对中点电流不可控的影响。仿真和实验证实了该方法的正确性和有效性。

关键词：直流侧电容电压空间矢量调制三电平逆变器平衡方法混合基础平衡算法功率驱动器

基于改进YOLOv4的雾天变电站电力设备识别方法

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无线电工程 2022年第8期52卷 1504-1512页

作者：熊凯飞樊绍胜吴静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

在雾霾天气下,巡检机器人检测变电站电力设备存在能见度低、目标不清晰等情况,而且常用的目标检测算法参数量过大,部署在巡检机器人上难以达到实时性的要求。为此,提出了一种结合Cycle-Dehaze去雾算法的轻量级变电站电力设备识别方法。... 详细信息

在雾霾天气下,巡检机器人检测变电站电力设备存在能见度低、目标不清晰等情况,而且常用的目标检测算法参数量过大,部署在巡检机器人上难以达到实时性的要求。为此,提出了一种结合Cycle-Dehaze去雾算法的轻量级变电站电力设备识别方法。对采集到的变电站带雾图进行去雾预处理,提高目标电力设备的清晰度和可见性;在YOLOv4网络中引入MobileNetv3和深度可分离卷积,实现模型轻量化;在目标检测网络中嵌入SE注意力机制,提高电力设备识别精度。实验结果表明,Cycle-Dehaze与改进YOLOv4相结合的识别mAP可达92.5%,改进的YOLOv4比YOLOv4算法检测速度快15.59帧/秒,模型参数量减少了80.21%,更有利于在变电站巡检机器人上部署。

关键词：变电站设备 YOLOv4网络图像识别 Cycle-Dehaze 轻量级

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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

爬杆式配网智能验电接地机器人的作业控制方法

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电力学报 2023年第3期38卷 173-185页

作者：刘卓樊绍胜长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

为解决配电网人工验电、接地工作繁重且危险的问题,设计了一种轮式爬杆验电接地机器人。针对机器人攀爬锥形电杆存在的姿态不平和打滑现象,提出了一种基于复合模糊PID的顶升调平控制方法,保证了机器人爬杆的稳定性。分析了不同攀爬速度... 详细信息

为解决配电网人工验电、接地工作繁重且危险的问题,设计了一种轮式爬杆验电接地机器人。针对机器人攀爬锥形电杆存在的姿态不平和打滑现象,提出了一种基于复合模糊PID的顶升调平控制方法,保证了机器人爬杆的稳定性。分析了不同攀爬速度对机器人控制效果的影响,将机器人攀爬速度设计在合理区间。采用YOLOX视觉检测算法对接地环进行目标检测与定位,整体识别率达到95%以上;通过深度相机得到接地环的深度信息,整体识别精度可达到2 cm以内。提出了基于关节电机位置、速度、力矩的三环控制方法,解决了机器人验电精度不高和抓取接地环不稳固的问题。最后完成了机器人样机研制,并在10 kV配网现场进行了爬杆和验电接地试验。该项目设计的机器人作业控制方法有效性和实用性较高,可在同类工程推广应用,也为同类研究提供参考和借鉴。

关键词：配电网智能验电接地爬杆机器人顶升调平控制目标检测三环控制

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