基于無人機的電網巡檢自動化方法及系統
1.本發明涉及自動控制技術領域，具體涉及基于無人機的電網巡檢自動化方法及系統。
背景技術：
2.支柱瓷絕緣子是電網輸變電緩解的重要組成設備，對母線、隔離開關等起著機械支撐和電氣絕緣的作用，在運行過程中支柱瓷絕緣子的突然斷裂，不僅會引起變電站、供電線路停電，導致設備損壞，嚴重危害電力系統安全運行，因此對絕緣子進行檢測至關重要。
3.現有技術對絕緣子進行檢測是利用無人機對絕緣子進行巡檢，無人機巡檢時對每個絕緣子都需要進行近距離檢測，因此需要無人機飛行時環顧每一個絕緣子，保證無人機能夠檢測到每個絕緣子的狀況，其中，絕緣子的狀況如電流過大導致絕緣子存在擊穿缺陷；但是，絕緣子的分布較為離散，利用無人機進行巡檢時對無人機的電量消耗大，導致無人機的續航時間短，從而導致無人機的巡檢效率低，無法實時獲取絕緣子的擊穿缺陷，從而影響電力系統的安全運行。
技術實現要素：
4.本發明提供基于無人機的電網巡檢自動化方法，以解決現有的無人機的巡檢效率低，無法實時獲取絕緣子的狀況的問題。
5.本發明的基于無人機的電網巡檢自動化方法，采用如下技術方案：s1、利用無人機采集電網區域圖像，對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域；s2、根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率；s3、獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；s4、根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。
6.進一步的，所述目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域是按如下方法確定：獲取目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量，并得到每列像素點數量序列；設置數量閾值，根據數量閾值得到數量序列中絕緣片區域的像素點數量，將數量序列中絕緣片區域的像素點數量對應到目標絕緣子的連通域得到目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域。
7.進一步的，所述散點圖是按如下方法確定的：以目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域的編號為橫坐標，每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的面積為縱坐標繪制散點圖。
8.進一步的，所述散點圖中所有點的主成分方向是按如下方法確定的：利用pca算法和散點圖中所有點的坐標得到散點圖中所有點的主成分方向。
9.進一步的，所述根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率的方法是：獲取散點圖中所有點的主成分方向與90
°
的比值，將該比值作為對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率。
10.進一步的，所述獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的方法是：獲取目標絕緣子圖像的連通域中所有缺陷區域中心點的像素點坐標；根據目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的像素點坐標及pca算法得到每個目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主成分方向；將最大特征值對應的主成分方向作為該目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主方向；該目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主方向所在的直線為目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線。
11.進一步的，所述根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率的方法是：將離散系數作為指數函數的指數對離散系數進行歸一化得到歸一化后的值，將歸一化后的值作為對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率。
12.進一步的，所述得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的方法是：若p1＞0.8且p2＞0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在真實缺陷；若p1＜0.4且p2＜0.4，則該目標絕緣子的連通域中不存在缺陷；若0.4＜p1＜0.8且0.4＜p2＜0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在疑似缺陷；獲取所有0.4＜p1＜0.8且0.4＜p2＜0.8的目標絕緣子的連通域得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域。
13.進一步的，所述根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷的方法是：將近景圖像傳輸到地面終端得到傳輸后的近景圖像，利用訓練神經網絡對傳輸后的近景圖像進行檢測得到該傳輸后的近景圖像中的絕緣子上的疑似缺陷為真實缺陷或污漬。
14.基于無人機的電網巡檢自動化系統，包括：
圖像采集模塊，用于利用無人機采集電網區域圖像；圖像處理模塊，包括：第一計算單元和第二計算單元，其中：第一計算單元，用于對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域；根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率；第二計算單元，用于獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；控制無人機巡檢模塊，用于根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。
15.本發明的有益效果是：本發明首先獲取絕緣子圖像，提取絕緣子圖像中目標絕緣子的連通域，獲取目標絕緣子的連通域中的絕緣片區域中的缺陷區域，計算缺陷程度得到的第一概率，由于絕緣子的缺陷往往是因為電流過大導致絕緣子被擊穿，所以疑似缺陷區域的面積沿散點圖中所有點的主成分方向遞增或遞減的特征，因此，沿著主成分方向獲取的第一概率更加準確；其次，本發明計算了每個缺陷區域中心點與對應目標絕緣子的連通域中所有缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，獲取該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到了第二概率，該離散系數代表了每個缺陷區域中心點與對應目標絕緣子的連通域中所有缺陷區域的中心點的主方向線的偏離程度，即代表了每個缺陷區域中心點的共線性，因此用離散系數衡量該目標絕緣子的連通域中的缺陷是否為真實缺陷更加準確；本發明根據第一概率和第二概率得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，利用無人機更近的巡檢存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，確定其是否存在缺陷，節約了無人機的電量，可實時獲取絕緣子是否存在真實缺陷，提高了無人機的巡檢效率。
附圖說明
16.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
17.圖1為本發明的基于無人機的電網巡檢自動化方法的實施例的流程圖；
圖2為本發明的基于無人機的電網巡檢自動化方法的實施例中目標絕緣子的連通域的分布位置；圖3為本發明的基于無人機的電網巡檢自動化系統的結構框圖。
具體實施方式
18.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
19.本發明的基于無人機的電網巡檢自動化方法的實施例，如圖1所示，包括：s1、利用無人機采集電網區域圖像，對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域。
20.獲取絕緣子圖像的具體步驟為：利用無人機拍攝待電網區域圖像，對待電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，其中，具體語義分割包括：使用的數據集為采集的絕緣子圖像數據集，絕緣子的樣式為多種多樣的；需要分割的像素共分為兩類，即訓練集對應標簽標注過程為：單通道的語義標簽，對應位置像素屬于背景類的標注為0，屬于絕緣子的標注為1；網絡的任務是分類，所有使用的loss函數為交叉熵損失函數；通過語義分割得到的0-1掩膜圖像與原圖像相乘，得到的圖像中只含有絕緣子的圖像，去除了背景的干擾。一個絕緣子圖像是指一長串的絕緣子。
21.對每個絕緣子圖像進行閾值分割，得到存在疑似缺陷的絕緣子圖像，將存在疑似缺陷的絕緣子圖像作為目標絕緣子圖像，其中，若絕緣子圖像中存在小于閾值的區域，則該絕緣子圖像中存在缺陷，閾值分割的閾值根據實際情況確定，本發明不給出具體值，根據目標絕緣子圖像得到目標絕緣子的連通域。
22.s2、根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率。
23.獲取目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域的具體步驟為：獲取目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量，并得到每列像素點數量序列，其中，該數量序列是將每列像素點數量按照從左到右的順序進行排列，由于絕緣片的分布具有周期性，因此，絕緣片區域中的像素點數量也具有周期性，且絕緣片區域中每列像素點數量大于其他區域，因此，設置數量閾值，該數量閾值根據具體情況確定，本發明不給出參考值。
24.根據數量閾值得到數量序列中絕緣片區域的像素點數量，將數量序列中絕緣片區域的像素點數量對應到目標絕緣子的連通域得到目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域。據此，可得到每個目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域。
25.對目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域從左往右依次進行編號，獲取目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域上的疑似缺陷區域，獲取疑似缺陷區域的面積，以每個絕緣片區域的編號為橫坐標，每個絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積為縱坐標繪制散點
圖。
26.得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率的具體步驟為：利用pca算法獲取散點圖中所有點的主成分方向，其中，將最大特征值對應的主成分方向作為散點圖中所有點的主成分方向，由于絕緣子的缺陷往往是由于電流過大而導致的擊穿缺陷，因此，所述絕緣片區域中的疑似缺陷區域的面積沿散點圖中所有點的主成分方向會呈現遞增趨勢，且趨勢越大，對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為擊穿缺陷的可能性越大，擊穿缺陷即為真實缺陷，因此，獲取散點圖中所有點的主成分方向與90
°
的比值，將該比值作為目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率p1，該比值越大，目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率越大。
27.至此，可得到每個目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率。
28.s3、獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率。
29.獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的具體步驟為：獲取目標絕緣子圖像的連通域中所有缺陷區域中心點的像素點坐標，根據目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的像素點坐標及pca算法得到每個目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主成分方向，將最大特征值對應的主成分方向作為該目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主方向，據此，可得到每個目標絕緣子圖像的連通域中所有缺陷區域中心點的主方向線。
30.得到垂距序列的具體步驟為：獲取目標絕緣子的連通域中每個缺陷區域的中心點，獲取目標絕緣子的連通域所有缺陷區域的中心點，獲取每個缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子圖像的連通域中所有缺陷區域中心點的主方向線的垂距，統計所有垂距得到垂距序列。
31.根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率的具體步驟為：獲取該垂距序列的標準差和均值，根據該垂距序列的標準差和均值的比值得到該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率，具體表達式為：p2= e-x
式中：x表示離散系數，p2表示根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率。
32.其中，第二概率表征了缺陷區域的共線性，由于絕緣子的缺陷往往是由于電流過大而導致的擊穿缺陷，因此，目標絕緣子的連通域中的每個絕緣片區域中的缺陷區域具有共線性，即缺陷區域具有共線性越高，則目標絕緣子的連通域中的缺陷區域為真實缺陷區域的概率越大，離散系數由標準差和均值的比值獲取，標準差為方差的算術平方根，表示該垂距序列的離散程度，即表征獲取每個缺陷區域的中心點與缺陷區域的中心點的主方向線的偏離程度，標準差越小，則離散系數越小，缺陷區域的共線性越高，同時，離散系數越小，e-x
越大，此時，目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率越大，即p2越大，目標
絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第二概率越大，該公式對離散系數進行了歸一化，使得最終所得的第二概率在0-1之間，便于設置概率閾值。
33.s4、根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。
34.得到存在真實缺陷的目標絕緣子的連通域和存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的具體步驟為：設置概率閾值為0.8和0.4，若p1＞0.8且p2＞0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在真實缺陷，若p1＜0.4且p2＜0.4，則認為該目標絕緣子的連通域中不存在缺陷，若0.4＜p1＜0.8且0.4＜p2＜0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在疑似缺陷，需要利用無人機對存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域所在位置靠近巡檢，進一步確定其疑似缺陷為真實缺陷或污漬。
35.根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子的具體步驟為：如圖2所示為三個目標絕緣子的連通域的分布位置，當前視角下檢測到區域a中確定存在真實缺陷，區域b和區域c存在疑似缺陷，因此無人機在飛行時對區域a不需要關注，需要關注的是區域b和區域c，通過設定飛行航線靠近區域b和區域c來實現，拍攝到這兩個區域更近的圖像，然后將該圖像傳回地面終端進行識別，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的分布來對無人機的飛行航線進行調整，正常的飛行航線是繞著絕緣子區域旋轉多圈，但對于已經確定存在真實缺陷的連通域不需要飛近觀察，因此，通過設定無人機飛行航線靠近區域b和區域c來實現，具體控制無人機進行巡檢的航線的調整過程為：首先獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的位置在電網區域圖像中的位置分布，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，將近景圖像傳輸到地面終端得到傳輸后的近景圖像，利用訓練神經網絡對傳輸后的近景圖像進行檢測得到該傳輸后的近景圖像中的絕緣子上的疑似缺陷為真實缺陷或污漬。
36.其中，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的位置分布的方法是：獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網圖像中的中心點，獲取電網區域圖像中所有目標絕緣子連通域的中心點，以最中間位置的中心點所在的目標絕緣子的連通域為分界線，判斷存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的在電網區域圖像中的位置處于分界線的同一側還是兩側。若存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在同一側，則只需調整無人機到該方向更近的對存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域所在位置的絕緣子進行檢測；若存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域分布在兩側，則依然按照原方法進行巡檢。
37.基于無人機的電網巡檢自動化系統，如圖3所示，包括：圖像采集模塊、圖像處理模塊、控制無人機巡檢模塊，其中：圖像采集模塊，用于利用無人機采集電網區域圖像；圖像處理模塊，包括：第一計算單元和第二計算單元，其中：第一計算單元，用于對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖
像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域；根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率；第二計算單元，用于獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；控制無人機巡檢模塊，用于根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。
38.本發明的有益效果是：本發明首先獲取絕緣子圖像，提取絕緣子圖像中目標絕緣子的連通域，獲取目標絕緣子的連通域中的絕緣片區域中的缺陷區域，計算缺陷程度得到的第一概率，由于絕緣子的缺陷往往是因為電流過大導致絕緣子被擊穿，所以疑似缺陷區域的面積沿散點圖中所有點的主成分方向遞增或遞減的特征，因此，沿著主成分方向獲取的第一概率更加準確；其次，本發明計算了每個缺陷區域中心點與對應目標絕緣子的連通域中所有缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，獲取該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到了第二概率，該離散系數代表了每個缺陷區域中心點與對應目標絕緣子的連通域中所有缺陷區域的中心點的主方向線的偏離程度，即代表了每個缺陷區域中心點的共線性，因此用離散系數衡量該目標絕緣子的連通域中的缺陷是否為真實缺陷更加準確；本發明根據第一概率和第二概率得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，利用無人機更近的巡檢存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，確定其是否存在缺陷，節約了無人機的電量，可實時獲取絕緣子是否存在真實缺陷，提高了無人機的巡檢效率。
39.以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，包括：s1、利用無人機采集電網區域圖像，對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域；s2、根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率；s3、獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；s4、根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。2.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域是按如下方法確定：獲取目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量，并得到每列像素點數量序列；設置數量閾值，根據數量閾值得到數量序列中絕緣片區域的像素點數量，將數量序列中絕緣片區域的像素點數量對應到目標絕緣子的連通域得到目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域。3.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述散點圖是按如下方法確定的：以目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域的編號為橫坐標，每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的面積為縱坐標繪制散點圖。4.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述散點圖中所有點的主成分方向是按如下方法確定的：利用pca算法和散點圖中所有點的坐標得到散點圖中所有點的主成分方向。5.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率的方法是：獲取散點圖中所有點的主成分方向與90
°
的比值，將該比值作為對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率。6.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的方法是：獲取目標絕緣子圖像的連通域中所有缺陷區域中心點的像素點坐標；
根據目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的像素點坐標及pca算法得到每個目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主成分方向；將最大特征值對應的主成分方向作為該目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主方向；該目標絕緣子圖像的連通域中缺陷區域中心點的主方向所在的直線為目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線。7.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率的方法是：將離散系數作為指數函數的指數對離散系數進行歸一化得到歸一化后的值，將歸一化后的值作為對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率。8.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域的方法是：若p1＞0.8且p2＞0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在真實缺陷；若p1＜0.4且p2＜0.4，則該目標絕緣子的連通域中不存在缺陷；若0.4＜p1＜0.8且0.4＜p2＜0.8，則該目標絕緣子的連通域中存在疑似缺陷；獲取所有0.4＜p1＜0.8且0.4＜p2＜0.8的目標絕緣子的連通域得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域。9.根據權利要求1所述的基于無人機的電網巡檢自動化方法，其特征在于，所述根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷的方法是：將近景圖像傳輸到地面終端得到傳輸后的近景圖像，利用訓練神經網絡對傳輸后的近景圖像進行檢測得到該傳輸后的近景圖像中的絕緣子上的疑似缺陷為真實缺陷或污漬。10.基于無人機的電網巡檢自動化系統，采用如權利要求1-9所述的電網巡檢自動化方法，其特征在于，包括：圖像采集模塊，用于利用無人機采集電網區域圖像；圖像處理模塊，包括：第一計算單元和第二計算單元，其中：第一計算單元，用于對電網區域圖像進行語義分割得到絕緣子圖像，對絕緣子圖像進行閾值分割得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域；根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域，獲取對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域，根據每個絕緣片區域的編號和對應絕緣片區域中疑似缺陷區域的面積繪制散點圖，獲取散點圖中所有點的主成分方向，根據散點圖中所有點的主成分方向得到對應目標絕緣子的連通域中的疑似缺陷為真實缺陷的第一概率；第二計算單元，用于獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線，獲取每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點與對應目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的疑似缺陷區域的中心點的主方向線的垂距，并得到垂距序列，計算該垂距序列的離散系數，根據離散系數得到對應目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；控制無人機巡檢模塊，用于根據目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率、第二概率與預設概率閾值得到存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，獲取存在疑似缺
陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域在電網區域圖像中的位置控制無人機靠近該位置的絕緣子，并采集該位置的絕緣子近景圖像，根據近景圖像判斷該位置的絕緣子中是否存在真實缺陷。
技術總結
本發明涉及自動控制技術領域，具體涉及基于無人機的電網巡檢自動化方法及系統，包括：圖像采集模塊、圖像處理模塊和控制無人機巡檢模塊，具體的是，獲取目標絕緣子圖像的連通域，根據目標絕緣子的連通域中每列像素點的數量得到對應目標絕緣子的連通域中的所有絕緣片區域；獲取目標絕緣子的連通域中每個絕緣片區域中的缺陷區域；繪制散點圖，根據散點圖獲取目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第一概率；獲取目標絕緣子的連通域中的缺陷為真實缺陷的第二概率；獲取存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域，根據存在疑似缺陷的目標絕緣子的連通域所在位置控制無人機進行巡檢，本發明提高了無人機巡檢效率。提高了無人機巡檢效率。提高了無人機巡檢效率。
