基于红外图像与电场特征融合的高压输电线零值绝缘体识别方法

《Journal of Imaging》：Complementary Detection of Zero-Value InsulatorsBased on the Fusion of Infrared Images and ElectricField Intensity Features

　　

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摘要

为了解决高压输电线中缺少零值绝缘体所导致的电气安全风险，本研究提出了一种基于红外图像和电场强度特征融合的补充检测方法。使用搭载在无人机上的红外热像仪获取绝缘子串的红外图像，并通过YOLOv8提取每个绝缘体的表面温度以构建温度异常因子。同时，利用COMSOL Multiphysics 6.2建立绝缘子串的三维电场模型，提取轴向电场强度并计算电场偏差。将这两种类型的特征结合成一个二维向量，然后使用最小协方差行列式（MCD）来估计稳健的均值和协方差，进而计算出稳健的马氏距离，从而生成用于识别零值绝缘体的融合分数。研究建立了三级分类标准，将绝缘体分为正常、可疑和零值三种类型。实验结果表明，该方法有效利用了红外和电场特征的互补性，实现了零值绝缘体的准确识别，准确率为93.8%，假阴性和假阳性率均为0，可疑率为6.2%。该方法经验证具有高准确性和鲁棒性。