电缆绝缘层及护套参数测量方法及测量装置

技术领域

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种电缆绝缘层及护套参数测量方法及测量装置。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，电力系统的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。

电缆是电力系统的重要组成部分，其质量的好坏直接关系到电力系统是否能够稳定可靠运行。因此，对于电缆参数的测量，成为了电力系统最重要的工作之一。

目前，针对电缆的绝缘层厚度的检测方法，主要存在以下几种。传统的抽样、切片方法，是用投影仪把整盘电缆的任意一端的一段切片进行放大，来测量绝缘层厚度，据此判断整盘电缆是否达标。显然，这种检测方法效率较低。然后，有研究人员提出了X光检测方法；X光检测方法是通过测量穿过电缆绝缘层的X光通量变化，来判断绝缘层厚度的。电缆两侧分别设置X光发射头和接收头，发射头射出的X光线垂直于电缆，接收头接收到的信号经过模拟放大，A/D变换并传送至计算机进行处理，据此计算出接收头上X光线强度的大小，就可以得出电缆绝缘层的厚度。X光发射头还可以沿垂直于电缆的方向进行移动扫描，利用接收头每一个像素为一个探测点完成横向绝缘层一侧的断层扫描运动，即每检测完一个位置，X光线的方向可以通过做0～360度的变化进行其他位置的绝缘层检测。再通过机架整体横移至绝缘层另一边，再对绝缘层的另一侧进行同样的断层扫描。或者可以采用使X光发射和接收头组成的检测付绕电缆轴线的方向转动的方法进行检测。但由于X射线具有辐射，使用中对射线的防护要求比较高，性价比较低。此外，还有研究人员提出了电涡流检测方法；金属材料工件表面的绝缘覆盖层厚度的电涡流检测方法，通常采用标准厚度片手工标定校准涡流检测仪对绝缘层厚度进行测量。但对于电缆绝缘层这种曲率变化的曲面金属工件覆盖层，表面曲率变化将引起涡流检测信号的变化，常规涡流测厚方法测量误差会较大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、实用性好、精确度高且简单方便的电缆绝缘层及护套参数测量方法。

本发明的目的之二在于提供一种实现所述电缆绝缘层及护套参数测量方法的测量装置。

本发明提供的这种电缆绝缘层及护套参数测量方法，包括如下步骤：

S1.获取现有已知绝缘层及护套参数的电缆的截面图像；

S2.对步骤S1获取的截面图像进行处理，得到处理后的数据；

S3.构建电缆绝缘层及护套参数测量初始模型；

S4.采用步骤S2得到的处理后的数据，对步骤S3构建的电缆绝缘层及护套参数测量初始模型进行训练，从而得到最终的电缆绝缘层及护套参数测量模型；

S5.获取待检测电缆的截面图像，并处理；

S6.将步骤S5得到的处理后的待检测电缆的截面图像，输入到步骤S4得到的电缆绝缘层及护套参数测量模型中，从而得到待检测电缆的绝缘层及护套参数测量结果。

步骤S2和步骤S5所述的处理，具体为对获取的电缆的截面图像进行滤波，并将滤波后的图像转换为二值图像，从而完成对应的处理过程。

步骤S3所述的构建电缆绝缘层及护套参数测量初始模型，具体为采用如下步骤构建初始模型：

采用卷积网络来提取特征，然后使用全连接层来得到预测值；

网络结构包括24个卷积层和2个全连接层；对于卷积层，使用1x1卷积进行channlereduction，然后连接3x3卷积；

对于卷积层和全连接层，激活函数为Leaky ReLU函数；

最后一层卷积层和全连接层采用线性激活函数。

步骤S4所述的训练，具体为采用如下步骤进行训练：

采用模型的前20个卷积层，然后增加一个average-pool层和全连接层；

在预训练得到的20层卷积层之上，再增加随机初始化的4个卷积层和2个全连接层；

将网络的输入从224x224增加到了448x448。

步骤S4所述的训练，采用如下算式作为损失函数：

式中λ

本发明还提供了一种实现所述电缆绝缘层及护套参数测量方法的测量装置，包括摄像头和上位机；摄像头用于获取电缆的截面图像，并将获取的数据上传上位机；上位机用于采用所述电缆绝缘层及护套参数测量方法，对电缆进行绝缘层及护套参数测量。

本发明提供的这种电缆绝缘层及护套参数测量方法及测量装置，能够有效分离出电缆的绝缘层和护套，而且可靠性高、实用性好、精确度高且简单方便。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种电缆绝缘层及护套参数测量方法，包括如下步骤：

S1.获取现有已知绝缘层及护套参数的电缆的截面图像；

S2.对步骤S1获取的截面图像进行处理，得到处理后的数据；具体为对获取的电缆的截面图像进行滤波，并将滤波后的图像转换为二值图像，从而完成对应的处理过程；

S3.构建电缆绝缘层及护套参数测量初始模型；具体为采用如下步骤构建初始模型：

采用卷积网络来提取特征，然后使用全连接层来得到预测值；

网络结构包括24个卷积层和2个全连接层；对于卷积层，使用1x1卷积进行channlereduction，然后连接3x3卷积；

对于卷积层和全连接层，激活函数为Leaky ReLU函数；

最后一层卷积层和全连接层采用线性激活函数；

S4.采用步骤S2得到的处理后的数据，对步骤S3构建的电缆绝缘层及护套参数测量初始模型进行训练，从而得到最终的电缆绝缘层及护套参数测量模型；具体为采用如下步骤进行训练：

采用模型的前20个卷积层，然后增加一个average-pool层和全连接层；

在预训练得到的20层卷积层之上，再增加随机初始化的4个卷积层和2个全连接层；

将网络的输入从224x224增加到了448x448；

同时，采用如下算式作为损失函数：

式中λ

S5.获取待检测电缆的截面图像，并处理；具体为对获取的电缆的截面图像进行滤波，并将滤波后的图像转换为二值图像，从而完成对应的处理过程；

S6.将步骤S5得到的处理后的待检测电缆的截面图像，输入到步骤S4得到的电缆绝缘层及护套参数测量模型中，从而得到待检测电缆的绝缘层及护套参数测量结果。

此外，本发明还提供了一种实现所述电缆绝缘层及护套参数测量方法的测量装置，包括摄像头和上位机；摄像头用于获取电缆的截面图像，并将获取的数据上传上位机；上位机用于采用所述电缆绝缘层及护套参数测量方法，对电缆进行绝缘层及护套参数测量。