基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法及系统

    技术2025-03-30  38


    本发明属于电压互感器检测,尤其涉及一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法及系统。


    背景技术:

    1、安装于变电站及输电线路上的电压互感器,其周遭环境复杂多样,充斥着金属建构、密集电线及各类电气设施,这些因素共同构成了一个高干扰背景环境,对目标检测的精确度构成了严峻考验。传统的检测算法在如此嘈杂的视觉场景下,往往难以实现对电压互感器的有效识别与精确定位,因背景噪声严重妨碍了目标的清晰辨认。

    2、进一步而言,由于摄影视角与距离的多变性,图像中电压互感器呈现出的尺寸可大幅波动,小到仅占画面数像素,大到几近铺满整个视图。这迫切需要一种尺度适应性强的目标检测策略,确保无论目标在图像中所占比例如何,都能保持高度的检测准确性。

    3、加之,复杂环境下的物理遮挡(如相邻设备、支撑结构乃至自然环境因素)时常部分掩盖电压互感器的边缘,导致基于边缘的特征提取面临重重障碍。遮挡不仅打断了边缘的连贯性,还可能诱导检测算法产生误判,输出错误的检测结论。

    4、另外,电压互感器自身的结构也不乏复杂性,尤其是在其构造细节与连接部,展现出非规则的几何形态。这些复杂的结构特征,使得边缘检测算法在区分目标主体与周边环境或附属部件时极易陷入困境,尤其当边缘界限模糊不清或渐变柔和时,检测难度更是显著增加。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法及系统,用于解决在区分目标主体与周边环境或附属部件时极易陷入困境,尤其当边缘界限模糊不清或渐变柔和时,检测难度高的技术问题。

    2、第一方面,本发明提供一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,包括:

    3、获取基础数据集,并根据所述基础数据集对预设的监督网络进行迭代训练,得到监督模型,其中,所述基础数据集中的某一数据为包含电压互感器标注信息的某一图像数据;

    4、采用预设的划分规则将所述基础数据集划分为动态数据集,并根据预设的对抗扰动策略对所述动态数据集进行更新,得到目标动态数据集;

    5、根据所述目标动态数据集对预设的受监督网络进行迭代训练,并在每次迭代训练过程中,根据预设的对抗监督学习策略对所述受监督网络的模型参数进行更新,得到最终的目标检测模型;

    6、将包含电压互感器的实时图像数据输入至所述目标检测模型中,所述目标检测模型输出与所述实时图像数据相对应的检测结果。

    7、第二方面,本发明提供一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测系统,包括:

    8、获取模块,配置为获取基础数据集,并根据所述基础数据集对预设的监督网络进行迭代训练,得到监督模型,其中,所述基础数据集中的某一数据为包含电压互感器标注信息的某一图像数据;

    9、更新模块,配置为采用预设的划分规则将所述基础数据集划分为动态数据集,并根据预设的对抗扰动策略对所述动态数据集进行更新,得到目标动态数据集;

    10、训练模块,配置为根据所述目标动态数据集对预设的受监督网络进行迭代训练,并在每次迭代训练过程中,根据预设的对抗监督学习策略对所述受监督网络的模型参数进行更新,得到最终的目标检测模型;

    11、输出模块,配置为将包含电压互感器的实时图像数据输入至所述目标检测模型中,所述目标检测模型输出与所述实时图像数据相对应的检测结果。

    12、第三方面,提供一种电子设备,其包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法的步骤。

    13、第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例的基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法的步骤。

    14、本申请的基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法及系统,动态数据集是从基础数据集通过动态调整获得的。使用动态数据集的目的在于加快受监督网络的训练速度,同时避免过拟合以及对简单样本进行重复学习。对抗扰动策略是通过对图像数据加入一个微小的扰动,使得模型无法准确识别目标。通过将未加扰动的数据集与加入了扰动的数据集结合起来作为新的数据集来训练算法模型,可以有效提升网络模型的鲁棒性和稳定性。



    技术特征:

    1.一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述监督模型的损失函数的表达式为:

    3.根据权利要求2所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述特征监督子损失函数的表达式为:

    4.根据权利要求2所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述分类监督子损失函数的表达式为:

    5.根据权利要求2所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述回归监督子损失函数的表达式为:

    6.根据权利要求1所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述采用预设的划分规则将所述基础数据集划分为动态数据集包括:

    7.根据权利要求1所述的一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法,其特征在于,所述根据预设的对抗扰动策略对所述动态数据集进行更新,得到目标动态数据集包括:

    8.一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测系统,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7任一项所述的方法。

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。


    技术总结
    本发明公开了一种基于动态对抗监督策略的电压互感器目标检测方法及系统,方法包括:获取基础数据集,并根据所述基础数据集对预设的监督网络进行迭代训练,得到监督模型;采用预设的划分规则将所述基础数据集划分为动态数据集,并根据预设的对抗扰动策略对所述动态数据集进行更新,得到目标动态数据集;根据所述目标动态数据集对预设的受监督网络进行迭代训练,并在每次迭代训练过程中,根据预设的对抗监督学习策略对所述受监督网络的模型参数进行更新,得到最终的目标检测模型。可以有效提升网络模型的鲁棒性和稳定性,进而提高电压互感器目标检测的准确度。

    技术研发人员:曾兵,周宇,何帝霖,周志豪,廖展鹏,万好,李得志,华威,易可欣,周娱璐,巫平强,陈显彪,谢云敏,杨小品,张文华
    受保护的技术使用者:南昌工程学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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