一种基于导线区域约束的主配网树障隐患识别方法及装置

本发明涉及配电网隐患识别领域，尤其涉及一种基于导线区域约束的主配网树障隐患识别方法及装置。

背景技术：

1、主配网树障隐患识别通常通过巡检无人机获取主配网线路的可见光图像，对图像进行清洗、筛选和标注，构建树障隐患训练数据集，再基于训练数据集训练目标检测模型或图像识别模型，以实现对巡检图像中树障隐患目标的自动检测与识别。

2、传统方法通常基于单一目标检测模型对图像中的树木、线路及疑似遮挡区域进行识别，并根据检测框位置、类别和置信度对树障隐患进行判断。部分方案虽然能够在一定程度上提高检测效率，但仍主要依赖目标局部视觉特征，缺乏对主配网导线区域范围、树木与导线相对空间关系以及复杂场景上下文信息的联合分析能力。此外，在实际巡检场景中，主配网导线、低压通信线路、树冠、背景建筑及其他复杂干扰目标往往同时出现在同一幅图像中，因此传统方法通常存在以下缺陷：

3、（1）主配网树障隐患与低压通信线路附近树障现象容易混淆，导致误检率较高。不同类型线路在二维图像中的局部特征存在相似性，当树木靠近低压通信线路时，传统方法容易将其误判为主配网树障隐患。

4、（2）缺乏对树木与主配网导线之间空间关系的有效理解，容易在复杂透视场景中误判。当近处树木与远处主配网线路在图像中发生重叠时，传统方法往往难以准确判断二者的真实空间关系，容易把仅在图像平面上相交的目标误识别为真实树障隐患。

5、（3）传统方法对导线区域约束利用不足，缺少针对主配网目标区域的精细化筛选机制。传统方法通常直接对整幅图像进行识别，缺乏利用主配网导线区域对候选树障目标进行筛选和约束的能力，导致大量与主配网无关的树木干扰进入后续识别过程，影响最终结果的准确性和可靠性。

6、（4）传统方法主要依赖单一视觉特征，场景理解能力有限，难以兼顾识别精度和实用性。在复杂巡检环境下，仅基于检测框和类别结果进行判断，难以综合利用全局场景信息、局部目标信息以及树木与导线的相对位置关系，导致识别结果稳定性不足。

7、因此，亟需一种新的技术方案，用以解决如何提高主配网树障隐患识别精度的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于导线区域约束的主配网树障隐患识别方法及装置，用以解决如何提高主配网树障隐患识别精度的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于导线区域约束的主配网树障隐患识别方法，包括：

3、根据巡检图像得到树障区域集合和导线走廊区域；获取树障区域与导线走廊区域间的关联特征；关联特征包括交叠率、最小距离以及树障区域中心点与导线走廊区域中心线间的最小偏移量；根据关联特征得到各树障区域的评分，将评分大于或等于预设值的树障区域记为第一区域；根据关联特征结合多模态模型对各第一区域进行复核，输出复核概率大于或等于预设值的第一区域。

4、优选的，根据巡检图像得到树障区域集合和导线走廊区域包括：

5、通过巡检获取主配网区域的可见光图像，得到巡检图像；

6、根据巡检图像结合预训练的目标检测模型得到候选树障集合；根据巡检图像结合预训练的分割模型得到导线区域掩膜；

7、根据候选树障集合获取各候选树障的矩形区域，得到树障区域集合；根据导线区域掩膜提取像素取值为1的区域，得到导线走廊区域。

8、优选的，获取树障区域与导线走廊区域间的关联特征包括：

9、获取树障区域与导线走廊区域间的交叠率：

10、；

11、；

12、其中，为交叠率，，取值越大表明树障区域与导线走廊区域间关联程度越高；为树障区域；为导线走廊区域；和为候选树障的候选目标框中心坐标；和分别为候选树障的候选目标框宽度和高度；

13、获取树障区域与导线走廊区域间的最小距离：

14、；

15、其中，为最小距离，取值越小表明树障区域越接近导线走廊区域；

p为树障区域中的任意像素点；

q为导线走廊区域中的任意像素点；为

p与

q间的欧氏距离。

16、优选的，获取树障区域与导线走廊区域间的关联特征还包括：

17、获取树障区域中心点与导线走廊区域中心线间的最小偏移量：

18、定义导线走廊区域的中心线像素点集合：

19、；

20、其中，为导线走廊区域的中心线像素点集合；

k为中心线像素点的数量；为中心线像素点的序号；为中心线上的第个像素点；

21、则树障区域中心点与导线走廊区域中心线间的最小偏移量：

22、；

23、其中，为树障区域中心点与导线走廊区域中心线间的最小偏移量；为树障区域中心点。

24、优选的，根据关联特征得到各树障区域的评分包括：

25、根据交叠率、最小距离和最小偏移量进行加权求和，得到树障区域的评分：

26、；

27、；

28、其中，为树障区域的评分；、和均为权重系数；为防止分母为零的极小正常数。

29、优选的，根据关联特征结合多模态模型对各第一区域进行复核包括：

30、获取各第一区域与导线走廊区域间的方位关系；方位关系包括第一区域位于导线走廊区域中心线的左侧、右侧或中心线附近的预设范围内；

31、根据方位关系和关联特征构建各第一区域的文本提示；将导线区域掩膜和第一区域的区域高亮图以预设权重叠加至巡检图像，得到各第一区域的引导图像；将各第一区域单独裁剪，得到各第一区域的区域裁剪图像；

32、根据巡检图像以及各第一区域的区域裁剪图像、引导图像和文本提示构建复核输入样本；根据复核输入样本结合预选的多模态模型进行复核，得到各第一区域中存在真实树障的复核概率，并输出复核概率大于或等于预设阈值的第一区域。

33、优选的，根据复核输入样本结合预选的多模态模型进行复核，得到各第一区域中存在真实树障的复核概率，并输出复核概率大于或等于预设阈值的第一区域包括：

34、多模态模型输出各第一区域的复核概率表示为：

35、；

36、其中，为复核概率，取值越大表示存在真实树障隐患的可能性越高；为多模态模型；为复核输入样本；

37、根据复核概率定义多模态复核判定结果：

38、；

39、其中，为用于多模态复核判定的预设阈值；当=1时判定存在真实树障隐患，当=0时判定不存在真实树障隐患。

40、本发明还提供了一种基于导线区域约束的主配网树障隐患识别装置，装置用于实现本发明的方法。

41、本发明具有以下有益效果：

42、本发明的基于导线区域约束的主配网树障隐患识别方法，通过引入主配网导线区域约束机制，并对候选树障目标与导线区域之间的交叠率、最小距离、中心偏移量等空间关联特征进行量化计算，能够在树障候选目标检测结果基础上进一步过滤与主配网无关的树木干扰目标，提高识别结果的针对性。通过引入多模态复核机制，并将原始图像、候选目标局部图像、导线区域引导图像以及空间关系文本提示共同作为复核输入，增强了模型对复杂场景上下文和目标空间关系的理解能力，从而降低因前后景重叠和相似特征导致的误检。通过构建候选检测置信度、导线区域综合关联评分和多模态复核概率的级联判定或加权融合机制，能够显著提高主配网树障隐患识别的准确率和可靠性。

43、本发明的基于导线区域约束的主配网树障隐患识别装置，用于本发明的方法，与本发明的方法具备相同的有益效果。

44、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。