配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法和系统与流程

1.本发明属于配网工程施工现场动态缺陷检测技术领域，具体涉及一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法和系统。


背景技术：

2.配电网新建或者改造工程，均具有工期紧任务重、政府社会与用户关注度高等特点。尤其是随着配网新建与改造工程任务逐年增多，配网工程呈现出点多面广、施工环境复杂等特点，亟需加强配网施工管理。配网工程动态缺陷是指从工程角度出发，在各种配网工程建设过程中施工现场包含了大量的潜在隐患。其中，配网工程线路线夹未加装绝缘护套是一种出现概率较高、且十分典型的配网工程施工质量问题，属于配网工程动态缺陷。如10kv配电线路线夹未加装绝缘护套导致电缆接头外露，极易引发放电，从而烧毁线路导致严重事故。
3.通过引入机器学习、深度学习以及计算机视觉等技术，可以对配网工程施工质量进行辅助管控。采用深度学习算法与计算机视觉相结合对多种配网工程动态缺陷进行辨识将是一种有效途径，但也有难以解决的弊端：以线夹加装绝缘护套状态为例，(1)为了提高深度学习算法识别线夹加装绝缘护套状态的准确度，需要数目庞大的有效训练样本，而配网工程现场环境复杂多变，图片背景中干扰因素过多，将难以提取有效训练样本进行深度学习训练；(2)深度学习算法识别线夹加装绝缘护套状态需要采取有监督学习的方式，因此需要大量手工标记样本图片，标记的结果好坏直接影响识别准确度。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法，包括：
5.采集配网工程现场图像，并判断所述配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色：
6.若是，则计算三种颜色判别结果置信系数，根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态；
7.否则，判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套。
8.优选的，所述根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
9.分别计算所述配网工程现场图像中黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息；
10.分别基于黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息对黄色、绿色和红色三种颜色执行像素聚类，得到黄色、绿色和红色三种颜色的色块；
11.根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数。
12.优选的，所述根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
13.在黄色、绿色和红色三种颜色的色块中，筛选出面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块；
14.根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数；
15.根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数。
16.优选的，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数，包括：
17.根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的面积误差均方根值；
18.根据所述面积误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积间的比值，在预设面积系数范围内，随机选择三种颜色面积误差置信范围系数。
19.优选的，所述三种颜色面积误差置信范围系数的计算式如下：
20.λ2＝rand(a2)
21.式中，λ2表示三种颜色面积误差置信范围系数，a2表示面积系数范围，rand(a2)表示在a2内取随机数；
22.所述面积系数范围a2的计算式如下：
[0023][0024]
式中，σm为预设面积误差阈值，a
21
表示面积系数范围的第一下限，a
22
表示面积系数范围的第一上限，a
23
表示面积系数范围的第二下限，a
24
表示面积系数范围的第二上限，z1表示面积最大的黄色色块的面积与面积误差均方根值的比值，z2表示面积最大的绿色色块的面积与面积误差均方根值的比值，z3表示面积最大的红色色块的面积与面积误差均方根值的比值。
[0025]
优选的，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0026]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的中心点的位置，分别计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率；
[0027]
计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率间的坐标比率误差均方根值；
[0028]
根据所述坐标比率误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的坐标比率间的比值，在预设比率系数范围内，随机选择坐标比率误差置信范围系数。
[0029]
优选的，所述坐标比率误差置信范围系数的计算式如下：
[0030]
λ3＝rand(a3)
[0031]
式中，λ3表示坐标比率误差置信范围系数，a3表示比率系数范围，rand(a3)表示在
a3内取随机数；
[0032]
所述比率系数范围a3的计算式如下：
[0033][0034]
式中，σk为预设比率误差阈值，a
31
为比率系数范围的第一下限，a
32
为比率系数范围的第一上限，a
33
为比率系数范围的第二下限，a
34
比率系数范围的第二上限，v1表示面积最大的黄色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v2表示面积最大的绿色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v3表示面积最大的红色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值；
[0035]
所述面积最大的黄色色块的坐标比率为面积最大的黄色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，所述面积最大的绿色色块的坐标比率为面积最大的绿色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，所述面积最大的红色色块的坐标比率为面积最大的红色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值。
[0036]
优选的，所述三种颜色判别结果置信系数的计算式如下：
[0037]
λ1＝rand(a1)
[0038]
式中，λ1表示三种颜色判别结果置信系数，a1表示预设置信系数范围；
[0039]
所述预设置信系数范围a1的计算式如下：
[0040][0041]
式中，a
11
为置信系数范围的第一下限，a
12
为置信系数范围的第一上限，a
13
为置信系数范围的第二下限，a
14
为置信系数范围的第二上限。
[0042]
优选的，所述根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态，包括：
[0043]
分别将所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数乘上对应的预设权重系数，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值；
[0044]
当所述判别结果值在预设正常加装范围内时，则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹正常加装绝缘护套，否则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未常加装绝缘护套。
[0045]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统，包括：第一判断模块与第二判断模块；
[0046]
所述第一判断模块，用于采集配网工程现场图像，并判断所述配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色，若是，则调用第二判断模块，否则判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套；
[0047]
所述第二判断模块，用于计算三种颜色判别结果置信系数，根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态。
[0048]
优选的，所述第二判断模块根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0049]
所述第二判断模块分别计算所述配网工程现场图像中黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息；
[0050]
分别基于黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息对黄色、绿色和红色三种颜色执行像素聚类，得到黄色、绿色和红色三种颜色的色块；
[0051]
根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数。
[0052]
优选的，所述根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0053]
在黄色、绿色和红色三种颜色的色块中，筛选出面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块；
[0054]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数；
[0055]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数。
[0056]
优选的，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数，包括：
[0057]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的面积误差均方根值；
[0058]
根据所述面积误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积间的比值，在预设面积系数范围内，随机选择三种颜色面积误差置信范围系数。
[0059]
优选的，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0060]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的中心点的位置，分别计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率；
[0061]
计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率间的坐标比率误差均方根值；
[0062]
根据所述坐标比率误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的坐标比率间的比值，在预设比率系数范围内，随机选择坐标比率误差置信范围系数。
[0063]
优选的，所述第二判断模块根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态，包括：
[0064]
所述第二判断模块分别将所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数乘上对应的预设权重系数，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值；
[0065]
当所述判别结果值在预设正常加装范围内时，则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹正常加装绝缘护套，否则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未常加装绝缘护套。
[0066]
本发明还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
[0067]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0068]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述的配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法。
[0069]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法。
[0070]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0071]
本发明提供了一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法和系统，包括：采集配网工程现场图像，并判断配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色：若是，则计算三种颜色判别结果置信系数，根据配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态；否则，判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套；本发明通过计算三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数对配网工程线夹加装绝缘护套状态进行检测，可以避免手工标记建立庞大的训练集，显著的减小工作量；还可以避免长时间的深度学习网络训练，具有易于实现的特点，有效缩短研发周期，实现快速工程应用。
附图说明
[0072]
图1为本发明提供的一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法流程示意图；
[0073]
图2为本发明提供的一个配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法具体示例的流程示意图；
[0074]
图3为本发明提供的一个配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法实施例中步骤s4的流程示意图；
[0075]
图4为本发明提供的一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统结构示意图；
[0076]
图5为使用一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统的装置示意图。
具体实施方式
[0077]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0078]
实施例1：
[0079]
本发明提供的一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法流程示意图如图1所示，包括：
[0080]
步骤1：采集配网工程现场图像，并判断配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色：
[0081]
步骤2：若是，则计算三种颜色判别结果置信系数，根据配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据三种颜色判别结果置
信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态；
[0082]
步骤3：否则，判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套。
[0083]
具体的，一个配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法具体示例的流程如图2所示。步骤1包括步骤s1，通过图像采集器采集配网工程现场图像，将图像作为输入数据，设图像的分辨率为x*y，顺序执行后续步骤。
[0084]
步骤2包括步骤s2至步骤s10。
[0085]
步骤s2：检测并判断图像中是否同时存在黄色、绿色、红色三种颜色，若检出三种颜色，计算出三种颜色判别结果置信系数后顺序执行后续步骤；否则跳转步骤s11。
[0086]
步骤s3：计算图像中黄色、绿色、红色三种颜色区域与位置信息，得到三种颜色像素点位置信息，顺序执行后续步骤。
[0087]
步骤s4：分别针对三种颜色执行像素聚类，计算三种颜色像素面积。设黄色像素分块(即黄色色块)面积结果为：a1,a2,
……an
,其中n表示黄色像素分块数目；设绿色像素分块(即绿色色块)面积结果为：b1,b2,
……bm
，其中m为绿色像素分块数目；设红色像素分块面积结果为c1,c2……cl
，其中l为红色像素分块(即红色色块)数目。顺序执行后续步骤。
[0088]
步骤s5：计算黄色像素分块最大面积值，设为as，as＝max(a1,a2,
……an
)；计算绿色像素分块最大面积值，设为bs,bs＝max(b1,b2,
……bm
)；计算红色像素分块最大面积值，设为cs＝max(c1,c2,
……cl
)。顺序执行后续步骤。
[0089]
步骤s6：计算as、bs以及cs间的面积误差均方根值，并根据面积误差均方根值计算三种颜色面积误差置信范围系数。顺序执行后续步骤。
[0090]
步骤s7：计算黄色像素分块面积排名第一位的区域中心点，其坐标计为(x1,y1)。计算绿色像素分块面积排名第一位的区域中心点，其坐标计为(x2,y2)。计算红色像素面积排名第一位的区域中心点其坐标计为(x3,y3)。顺序执行后续步骤。
[0091]
步骤s8：计算坐标(x1,y1)的比率(即坐标比率)k1，计为k1＝y1/x1。计算坐标(x2,y2)的比率k2，计为k2＝y2/x2。计算坐标(x3,y3)的比率k3，计为k3＝y3/x3。顺序执行后续步骤。
[0092]
步骤s9：计算k1、k2、k3间的坐标比率误差均方根值，并根据坐标比率误差均方根值计算坐标比率误差置信范围系数。顺序执行后续步骤。
[0093]
步骤s10：综合步骤s2、步骤s6以及步骤s9的运算结果，判断线夹加装绝缘护套状态，得到判断结果。
[0094]
步骤3即步骤s11，包括：判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套。
[0095]
步骤s2中的三种颜色判别结果置信系数设置为λ1，λ1的计算式如下：
[0096]
λ1＝rand(a1)
[0097]
式中，a1表示预设置信系数范围，rand(a1)表示在a1内取随机数；
[0098]
预设置信系数范围a1的计算式如下：
[0099][0100]
式中，a
11
为置信系数范围的第一下限，a
12
为置信系数范围的第一上限，a
13
为置信系数范围的第二下限，a
14
为置信系数范围的第二上限。
[0101]
本实施例中，可将配网工程现场图像中同时存在黄绿红三种颜色时的置信系数范围设为(0.9,1)，否则置信系数范围设为(0,0.1)。
[0102]
步骤s6中的三种颜色面积误差置信范围系数设置为λ2，λ2的计算式如下：
[0103]
λ2＝rand(a2)
[0104]
式中，a2表示面积系数范围，rand(a2)表示在a2内取随机数；面积系数范围a2的计算式如下：
[0105][0106]
式中，σm为预设面积误差阈值，a
21
表示面积系数范围的第一下限，a
22
表示面积系数范围的第一上限，a
23
表示面积系数范围的第二下限，a
24
表示面积系数范围的第二上限，z1表示面积最大的黄色色块的面积与面积误差均方根值的比值，z2表示面积最大的绿色色块的面积与面积误差均方根值的比值，z3表示面积最大的红色色块的面积与面积误差均方根值的比值。本实施例中，可将面积误差阈值设置为20％。设z1＝es/as,z2＝es/bs，z3＝es/cs，es表示面积误差均方根值。将z1、z2以及z3均小于等于20％时的面积系数范围设置为(0.6,0.7)，否则将面积系数范围设置为(0,0.1)。es的计算式如下：
[0107][0108]
步骤s9中的坐标比率误差置信范围系数设置为λ3，λ3的计算式如下：
[0109]
λ3＝rand(a3)
[0110]
式中，λ3表示坐标比率误差置信范围系数，a3表示比率系数范围，rand(a3)表示在a3内取随机数；
[0111]
比率系数范围a3的计算式如下：
[0112][0113]
式中，σk为预设比率误差阈值，a
31
为比率系数范围的第一下限，a
32
为比率系数范围的第一上限，a
33
为比率系数范围的第二下限，a
34
比率系数范围的第二上限，v1表示面积最大的黄色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v2表示面积最大的绿色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v3表示面积最大的红色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值。本实施例中，可将比率误差阈值设置为20％。设v1＝ks/k1,v2＝ks/k2，v3＝ks/k3,ks表示k1、k2、k3间的坐标比率误差均方根值。将v1、v2以及v3均小于等于20％时的比率系数范围设置为(0.4,0.5)，否则将比率系数范围设置为(0,0.1)。ks的计算式如下：
[0114][0115]
步骤s10中，预设权重系数w1、w2以及w3，分别与三种颜色判别结果置信系数λ1、三种颜色面积误差置信范围系数λ2以及坐标比率误差置信范围系数λ3相乘后累加，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值当p的取值在预设正常加装范围内时，表示线夹正常加装绝缘护套；否则，表示线夹未正常加装绝缘护套。本实施例中，可将正常加装范围设置为(0.6,1)。
[0116]
如图3所示，步骤s4还可进一步差分为s41和s42两个步骤。
[0117]
步骤s41包括三种颜色分块图像结果进行下采样，下采样尺度选择准则为在保存线夹图像特征的基础上提高计算速度。
[0118]
步骤s42包括对检出三种颜色区域进行聚类计算(即像素聚类)。
[0119]
实施例2：
[0120]
下面给出一个配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测的实际算例。
[0121]
步骤a1：通过图像采集器采集配网工程现场图像，将该图像作为输入数据，图像的原始分辨率为5140*3750，顺序执行步骤a2；
[0122]
步骤a2：检测并判断图像中是否同时存在黄色、绿色、红色三种颜色，若检出三种颜色，顺序执行步骤a3；否则，跳转执行步骤a11；针对配网工程现场图像检测的结果为三种颜色同时存在，三种颜色判别结果置信系数λ1取值范围即置信系数范围为(0.9,1)时表示图片中同时存在黄绿红三种颜色，最终λ1＝0.95，因此顺序执行步骤a3；
[0123]
步骤a3：计算图像中黄色、绿色、红色三种颜色区域与位置信息，得到三种颜色像素点位置信息，顺序执行步骤a4；
[0124]
步骤a4：分别针对三种颜色的检测区域结果执行像素聚类，在执行聚类算法前为了加快计算速度，保留图像特征，需针对图片进行下采样，下采样尺度选择原则为：适当加快计算速度，最大化保留图像特征。图3所示为步骤a4的分步骤示意图，指出步骤a4分包括采样运算与聚类计算两个基本步骤。本实施例的下采样尺度取100，表示每隔100个像素点进行采样。此处的像素聚类算法推荐选择k-means聚类、mds聚类或者dbscan，这三种聚类算法为该领域类的主流聚类算法，且不会明显影响三种颜色聚类计算结果。本实施例采用k-means聚类，计算三种颜色像素聚类面积，设黄色像素分块面积结果为：a1,a2,
……an
,其中n表示黄色像素分块数目；设绿色像素分块面积结果为：b1,b2,
……bm
，其中m为绿色像素分块数目；设红色像素分块面积结果为c1,c2……cl
，其中l为红色像素分块数目。顺序执行步骤a5；
[0125]
步骤a5：计算黄色像素分块最大面积值，设为as，as＝max(a1,a2,
……
a8)＝251；计算绿色像素分块最大面积值，设为bs,bs＝max(b1,b2,
……
b3)＝226；计算红色像素分块最大面积值，设为cs＝max(c1,c2,
……
c8)＝263。顺序执行步骤a6；
[0126]
步骤a6：计算as、bs以及cs间的误差(即面积误差均方根值)，并根据面积误差均方根值计算三种颜色面积误差置信范围系数。
[0127]
误差计算结果为
[0128]
然后计算面积误差均方根值es与as、bs以及cs的比值，设z1＝es/as《11％,z2＝es/bs《12％，z3＝es/cs《11％,由于z1、z2以及z3均小于等于20％，因此λ2取值参考范围即面积系数范围为(0.6,0.7)，取该范围的随机数λ2＝0.65。顺序执行步骤a7；
[0129]
步骤a7：计算黄色像素分块面积排名第一位的区域中心点，其坐标计为(x1,y1)＝(1326,1631)。计算绿色像素分块面积排名第一位的区域中心点，其坐标计为(x2,y2)＝(2740,3165)。计算红色像素面积排名第一位的区域中心点其坐标计为(x3,y3)＝(1723,2664)。顺序执行步骤a8；
[0130]
步骤a8：计算坐标(x1,y1)的比率k1，计为k1＝y1/x1＝1.23。计算坐标(x2,y2)的比率
k2，计为k2＝y2/x2＝1.16。计算坐标(x3,y3)的比率k3，计为k3＝y3/x3＝1.55。顺序执行步骤a9；
[0131]
步骤a9：计算k1、k2以及k3间的误差(即坐标比率误差均方根值)，并根据坐标比率误差均方根值计算坐标比率误差置信范围系数。
[0132]
计算坐标比率误差均方根值ks，然后分别计算ks与k1、k2以及k3的比值，设v1＝ks/k1》20％,v2＝ks/k2》20％，v3＝ks/k3《20％，因此λ3的取值范围即比率系数范围为(0,0.1)，最终λ3＝0.05。顺序执行步骤a10。
[0133]
步骤a10：综合步骤a2、步骤a6以及步骤a9的运算结果，判断线夹加装绝缘护套状态，得到判断结果。设置权重系数w1、w2以及w3，分别与三种颜色判别结果置信系数λ1、三种颜色面积误差置信范围系数λ2以及坐标比率误差置信范围系数λ3相乘后累加，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值当p的取值在参考范围(0.6,1)时，表示线夹正常加装绝缘护套；否则，表示线夹未正常加装绝缘护套。
[0134]
步骤a11：判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套。
[0135]
本实施例中，权重系数w1、w2以及w3来自于现场大量不同角度样本图片统计数据得出，通过设置最大化检出样本图片线夹加装绝缘护套真实状态为目标，从大量图片检测统计结果中选择一组最优权重系数w1、w2以及w3。本实施例中的权重系数参考取值为w1＝0.48、w2＝0.32以及w3＝0.2。
[0136]
线夹加装绝缘护套状态的判别结果p＝0.95*0.47+0.65*0.32+0.05*0.2＝0.674》0.6,因此结果表明线夹正常加装绝缘护套，检测结果与实际情况相符。
[0137]
实施例3：
[0138]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统，该系统结构如图4所示，包括：第一判断模块与第二判断模块；
[0139]
其中，第一判断模块，用于采集配网工程现场图像，并判断配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色，若是，则调用第二判断模块，否则判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套；
[0140]
第二判断模块，用于计算三种颜色判别结果置信系数，根据配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态。
[0141]
其中，第二判断模块根据配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0142]
第二判断模块分别计算配网工程现场图像中黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息；
[0143]
分别基于黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息对黄色、绿色和红色三种颜色执行像素聚类，得到黄色、绿色和红色三种颜色的色块；
[0144]
根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数。
[0145]
其中，根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0146]
在黄色、绿色和红色三种颜色的色块中，筛选出面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块；
[0147]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数；
[0148]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数。
[0149]
其中，根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数，包括：
[0150]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的面积误差均方根值；
[0151]
根据面积误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积间的比值，在预设面积系数范围内，随机选择三种颜色面积误差置信范围系数。
[0152]
其中，三种颜色面积误差置信范围系数的计算式如下：
[0153]
λ2＝rand(a2)
[0154]
式中，λ2表示三种颜色面积误差置信范围系数，a2表示面积系数范围，rand(a2)表示在a2内取随机数；
[0155]
面积系数范围a2的计算式如下：
[0156][0157]
式中，σm为预设面积误差阈值，a
21
表示面积系数范围的第一下限，a
22
表示面积系数范围的第一上限，a
23
表示面积系数范围的第二下限，a
24
表示面积系数范围的第二上限，z1表示面积误差均方根值与面积最大的黄色色块的面积的比值，z2表示面积误差均方根值与面积最大的绿色色块的面积的比值，z3表示面积误差均方根值与面积最大的红色色块的面积的比值。
[0158]
其中，根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数，包括：
[0159]
根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的中心点的位置，分别计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率；
[0160]
计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率间的坐标比率误差均方根值；
[0161]
根据坐标比率误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的坐标比率间的比值，在预设比率系数范围内，随机选择坐标比率误差置信范围系数。
[0162]
其中，坐标比率误差置信范围系数的计算式如下：
[0163]
λ3＝rand(a3)
[0164]
式中，λ3表示坐标比率误差置信范围系数，a3表示比率系数范围，rand(a3)表示在a3内取随机数；
[0165]
比率系数范围a3的计算式如下：
[0166][0167]
式中，σk为预设比率误差阈值，a
31
为比率系数范围的第一下限，a
32
为比率系数范围的第一上限，a
33
为比率系数范围的第二下限，a
34
比率系数范围的第二上限，v1表示面积最大的黄色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v2表示面积最大的绿色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v3表示面积最大的红色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值；
[0168]
面积最大的黄色色块的坐标比率为面积最大的黄色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，面积最大的绿色色块的坐标比率为面积最大的绿色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，面积最大的红色色块的坐标比率为面积最大的红色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值。
[0169]
其中，三种颜色判别结果置信系数的计算式如下：
[0170]
λ1＝rand(a1)
[0171]
式中，λ1表示三种颜色判别结果置信系数，a1表示预设置信系数范围，rand(a1)表示在a1内取随机数；
[0172]
预设置信系数范围a1的计算式如下：
[0173][0174]
式中，a
11
为置信系数范围的第一下限，a
12
为置信系数范围的第一上限，a
13
为置信系数范围的第二下限，a
14
为置信系数范围的第二上限。
[0175]
其中，第二判断模块根据三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态，包括：
[0176]
第二判断模块分别将三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数乘上对应的预设权重系数，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值；
[0177]
当判别结果值在预设正常加装范围内时，则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹正常加装绝缘护套，否则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未常加装绝缘护套。
[0178]
图5为使用一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统的装置示意图。该装置包括：图像采集器、微处理器以及人机交互界面三个基本单元。其中，图像采集器由视频摄像设备或照片拍摄设备构成，拍摄配网工程现场图像并作为微处理器的输入数据。微处理器上安装有配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统，用于执行配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测，最后通过人机交互界面输出显示检测结果。
[0179]
实施例4：
[0180]
本发明还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
[0181]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0182]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述的配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法。
[0183]
实施例5：
[0184]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法。
[0185]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0186]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0187]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0188]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0189]
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法，其特征在于，包括：采集配网工程现场图像，并判断所述配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色：若是，则计算三种颜色判别结果置信系数，根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态；否则，判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：分别计算所述配网工程现场图像中黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息；分别基于黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息对黄色、绿色和红色三种颜色执行像素聚类，得到黄色、绿色和红色三种颜色的色块；根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：在黄色、绿色和红色三种颜色的色块中，筛选出面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块；根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数；根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数，包括：根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的面积误差均方根值；根据所述面积误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积间的比值，在预设面积系数范围内，随机选择三种颜色面积误差置信范围系数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三种颜色面积误差置信范围系数的计算式如下：λ2＝rand(a2)式中，λ2表示三种颜色面积误差置信范围系数，a2表示面积系数范围，rand(a2)表示在a2内取随机数；所述面积系数范围a2的计算式如下：式中，σ
m
为预设面积误差阈值，a
21
表示面积系数范围的第一下限，a
22
表示面积系数范围
的第一上限，a
23
表示面积系数范围的第二下限，a
24
表示面积系数范围的第二上限，z1表示面积误差均方根值与面积最大的黄色色块的面积的比值，z2表示面积误差均方根值与面积最大的绿色色块的面积的比值，z3表示面积误差均方根值与面积最大的红色色块的面积的比值。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数，包括：根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的中心点的位置，分别计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率；计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率间的坐标比率误差均方根值；根据所述坐标比率误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的坐标比率间的比值，在预设比率系数范围内，随机选择坐标比率误差置信范围系数。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述坐标比率误差置信范围系数的计算式如下：λ3＝rand(a3)式中，λ3表示坐标比率误差置信范围系数，a3表示比率系数范围，rand(a3)表示在a3内取随机数；所述比率系数范围a3的计算式如下：式中，σ
k
为预设比率误差阈值，a
31
为比率系数范围的第一下限，a
32
为比率系数范围的第一上限，a
33
为比率系数范围的第二下限，a
34
比率系数范围的第二上限，v1表示面积最大的黄色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v2表示面积最大的绿色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值，v3表示面积最大的红色色块的坐标比率与坐标比率误差均方根值的比值；所述面积最大的黄色色块的坐标比率为面积最大的黄色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，所述面积最大的绿色色块的坐标比率为面积最大的绿色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值，所述面积最大的红色色块的坐标比率为面积最大的红色色块的中心点的纵坐标与横坐标间的比值。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三种颜色判别结果置信系数的计算式如下：λ1＝rand(a1)式中，λ1表示三种颜色判别结果置信系数，a1表示预设置信系数范围，rand(a1)表示在a1内取随机数；所述预设置信系数范围a1的计算式如下：式中，a
11
为置信系数范围的第一下限，a
12
为置信系数范围的第一上限，a
13
为置信系数
范围的第二下限，a
14
为置信系数范围的第二上限。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态，包括：分别将所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数乘上对应的预设权重系数，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值；当所述判别结果值在预设正常加装范围内时，则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹正常加装绝缘护套，否则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未常加装绝缘护套。10.一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测系统，其特征在于，包括：第一判断模块与第二判断模块；所述第一判断模块，用于采集配网工程现场图像，并判断所述配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色，若是，则调用第二判断模块，否则判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套；所述第二判断模块，用于计算三种颜色判别结果置信系数，根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态。11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二判断模块根据所述配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：所述第二判断模块分别计算所述配网工程现场图像中黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息；分别基于黄色、绿色和红色三种颜色的区域与位置信息对黄色、绿色和红色三种颜色执行像素聚类，得到黄色、绿色和红色三种颜色的色块；根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述根据黄色、绿色和红色三种颜色的色块，计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，包括：在黄色、绿色和红色三种颜色的色块中，筛选出面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块；根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数；根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数。13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算三种颜色面积误差置信范围系数，包括：根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积，计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的面积误差均方根值；根据所述面积误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的面积间的比值，在预设面积系数范围内，随机选择三种颜色面积误差置信范围系数。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的位置，计算坐标比率误差置信范围系数，包括：根据面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的中心点的位置，分别计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率；计算面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块间的坐标比率间的坐标比率误差均方根值；根据所述坐标比率误差均方根值与面积最大的黄色色块、绿色色块和红色色块的坐标比率间的比值，在预设比率系数范围内，随机选择坐标比率误差置信范围系数。15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二判断模块根据所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态，包括：所述第二判断模块分别将所述三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数乘上对应的预设权重系数，得到线夹加装绝缘护套状态的判别结果值；当所述判别结果值在预设正常加装范围内时，则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹正常加装绝缘护套，否则配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未常加装绝缘护套。16.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种配网工程线夹加装绝缘护套状态的轻量级检测方法和系统，包括：采集配网工程现场图像，并判断配网工程现场图像中是否同时存在黄色、绿色和红色：若是，则计算三种颜色判别结果置信系数，根据配网工程现场图像计算三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数，并根据三种颜色判别结果置信系数、三种颜色面积误差置信范围系数和坐标比率误差置信范围系数得到配网工程线夹加装绝缘护套状态；否则，判定配网工程线夹加装绝缘护套状态为线夹未正常加装绝缘护套；本发明可以避免手工标记建立庞大的训练集，显著减小工作量；还可以避免长时间的深度学习网络训练，具有易于实现的特点，有效缩短研发周期，实现快速工程应用。实现快速工程应用。实现快速工程应用。


技术研发人员：李运硕 段祥骏 李佳 冯德志 许媛媛 张琳 段青 沙广林 史雪锋 高健 马春艳 赵彩虹 张姚 吴云召 王昊晴 刘宁 穆易 蔺海丽 王素敏 赵炎 杨婷 任敬飞 翁晓春 郭智源 林奕夫
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网山东省电力公司 国网福建省电力有限公司
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2023/8/16