1.一种输电线路智能融冰设备,其特征在于,包括IPC融冰计算芯片,所述IPC融冰计算芯片的输入端连接有用于对需要融冰的输电线路现场区域进行检测,得到输电线路热成像图像的热成像传感器和得到输电线路光学图像的图像传感器;所述IPC融冰计算芯片的输出端连接有用于将融冰装置移动到指定的待融冰区域的移动装置和用于对待融冰区域进行发热融冰的发热装置;
所述IPC融冰计算芯片包括:
定位与扫描单元,用于识别并定位现场融冰融合图像中的待融冰区域位置;
智能移动与作业单元,用于控制移动装置将融冰装置移动到指定的待融冰区域;
热能融冰单元,用于控制发热装置对待融冰区域进行发热融冰;
安全防护与监控单元,用于对由热能融冰单元控制的发热装置进行实时监控,保障装置的安全运行。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路智能融冰设备,其特征在于,所述发热装置包括:
线圈外壳(101);
加热辊筒(202),所述加热辊筒(202)固定安装在线圈外壳(101)的中部上;
聚焦磁芯(203),所述加热辊筒(202)的外侧设有若干聚焦磁芯(203);
高频感应线圈阵列(201),若干所述聚焦磁芯(203)的外侧设有高频感应线圈阵列(201);
测温探头(204),所述加热辊筒(202)的中部设有测温探头(204)。
3.一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,包括具体步骤如下:
S1:通过热成像传感器和图像传感器收集现场数据并进行数据预处理;
S2:设计一种IPC融冰计算芯片,将现场融冰融合图像D1输入IPC融冰计算芯片中的定位与扫描单元,识别并定位现场融冰融合图像D1中的待融冰区域位置;然后通过芯片中的智能移动与作业单元控制移动装置将融冰装置移动到指定的待融冰区域位置;再通过芯片的热能融冰单元控制发热装置对待融冰区域进行发热融冰;在进行上述操作的同时,通过芯片的安全防护与监控单元对由热能融冰单元控制的发热装置进行实时监控,保障装置的安全运行。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S1的具体步骤如下:
S11,通过热成像传感器对需要融冰的输电线路现场区域进行检测,得到输电线路热成像图像Dthermal;通过光学图像传感器对需要融冰的输电线路现场区域进行检测,得到输电线路光学图像Dimage;
S12,对Dthermal和Dimage进行数据预处理:对Dthermal和Dimage进行中值滤波去除图像中的孤立点,然后根据热成像图像数据和光学图像数据的重要性分配不同的权重,然后将对应位置的数据进行加权相加得到输电线路融冰融合图像D1;
D1=αDthermal+βDimage
其中,α为现场热成像数据重要性权重,β为现场图像数据重要性权重,α+β=1。
5.根据权利要求3所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S2的具体步骤如下:
S21,设计一种融冰区域识别模型,将D1输入到定位与扫描单元后,自动识别并定位D1中的融冰区域位置;
S22,运用智能移动与控制单元,通过接收定位与扫描单元输出的覆冰区域目标回归框坐标,生成对移动装置的运动指令,控制融冰装置到达目标位置;
S23,热能融冰单元控制发热装置对待融冰区域进行发热融冰,并设定融冰置信度阈值K2,定时调用定位与扫描单元对覆冰区域更新K1,直至K1
S24,安全防护与监控单元对融冰热能融冰单元控制发热装置时进行实时监控发热装置的温度、电流,防止过热、短路或融冰不完全,从而保障装置的安全执行,并记录所有异常事件和时间戳,用于后续事故分析。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S21的具体步骤如下:
S211,设计一种DFEM可变特征提取模块,对融冰区域特征图进行特征提取操作,得到融合更多融冰区域信息的融冰区域特征图;
S212,设计一种D-Det可变形检测器,输入融冰区域特征图进行融冰区域检测,从而得到融冰区域的回归框和置信度;
S213,基于DFEM模块、DCPF模块、D-Det可变形检测器,提出一种融冰区域识别模型IMDM,该模型接受输电线路融冰融合图像D1为输入,自动识别并定位图像中的覆冰区域。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S211的具体步骤如下:
S2111,输入尺寸为H×W×C的融冰区域特征图T1到卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的CBS模块中,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图T2;
S2112,将尺寸为H×W×C的融冰区域特征图T2,沿通道分裂,分别得到尺寸均为H×W×C/2的融冰区域特征图T3和T4;
S2113,将T3进行平均池化操作后输入可变形卷积中,接着进行BN批归一化操作后使用Swish激活函数进行非线性变换,然后进行平均池化操作后得到尺寸为H×W×C/2的融冰区域特征图T5;
S2114,将T4进行最大池化操作后输入至可变形卷积中,接着进行BN批归一化操作后,使用Swish激活函数进行非线性变换,再进行最大池化操作得到尺寸为H×W×C/2的融冰区域特征图T6;
S2115,将T5和T6沿通道进行Concat操作,得到尺寸为H×W×C的融冰区域特征图T7,接着将T7输入到卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的CBS模块中,得到并输出尺寸为H×W×C的融冰区域特征图T8;
S2116,输入尺寸为H×W×C的融冰区域特征图A1到三个不同分支中,在第一分支中,A1经过卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的可变形卷积进行计算,然后通过BN批归一化操作后,再使用ReLu激活函数进行非线性变换,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图A2;在第二分支中,A1经过卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的可变形卷积进行计算,再通过BN批归一化操作后使用和ReLu激活函数进行非线性变换,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图A3;在第三分支中,A1经过卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的可变形卷积进行计算,再通过BN批归一化操作后使用和ReLu激活函数进行非线性变换,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图A4;
S2117,将A2、A3、A4沿通道进行Concat操作,得到尺寸为H×W×3C的融冰区域特征图A5,然后将A5输入到卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的CBS模块中,得到尺寸为H×W×C的融冰区域特征图A6;
S2118,将A6输入到连续3层最大池化层,分别依次得到尺寸为H×W×C的融冰区域特征图A7、A8、A9,接着将A6、A7、A8、A9沿通道进行Concat操作,得到尺寸为H×W×4C的融冰区域特征图A10,然后将A10输入到卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的CBS模块中,得到并输出尺寸为H×W×C融冰区域特征图A11。
8.根据权利要求6所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S212的具体步骤如下:
S2121,输入尺寸为H×W×C的融冰区域特征图L1到卷积核个数为C、大小为3×3、填充值为2的CBS模块,得到尺寸为H×W×C的融冰区域特征图L2;
S2122,将L2输入至两个分支中,在第一分支中,L2输入至卷积核个数为C,大小为3×3的可变形卷积中再进行BN批归一化操作后使用和ReLu激活函数进行非线性变换,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图L3;在第二分支中,L2输入至卷积核个数为C,大小为3×3的可变形卷积中再进行通过BN批归一化操作后使用和ReLu激活函数进行非线性变换,得到尺寸为H×W×C融冰区域特征图L4;将L3和L4进行特征相加得到尺寸为H×W×C的融冰区域特征图L5;接着将L7输入到两个分支,在上分支中L5输入到卷积核个数为4,大小为1×1的卷积核中得到尺寸为H×W×4的融冰区域特征图L6,L6经过计算得到融冰区域特征图像的覆冰目标回归框;在下分支中L5输入到卷积核个数为1,大小为1×1的二维卷积层中得到尺寸为H×W×1的融冰区域特征图L7,L7经过计算得到融冰区域特征图像的覆冰目标回归框和置信度。
9.根据权利要求6所述的一种输电线路智能融冰方法,其特征在于,所述S213的具体步骤如下:
S2131,输入尺寸为H×W×3的输电线路融冰融合图像D1到卷积核个数为64、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/2×W/2×64融冰区域特征图D2;再将D2输入到卷积核个数为128、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/4×W/4×128融冰区域特征图D3;
S2132,将D3输入卷积核个数为256、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,接着输入到DFEM模块进行特征提取,得到尺寸为H/8×W/8×256融冰区域特征图D3和尺寸为H/8×W/8×256融冰区域特征图D4;将D4输入卷积核个数为512、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,接着输入到DFEM模块进行特征提取,得到尺寸为H/16×W/16×512的融冰区域特征图D5;将D5输入卷积核个数为512、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,然后经过DFEM模块,得到尺寸为H/32×W/32×512的融冰区域特征图D6;将D6输入到DCPF中得到尺寸为H/32×W/32×512融冰区域特征图D7;
S2133,将D7进行Upsample操作得到尺寸为H/16×W/16×512的融冰区域特征图D8;将D5和D8沿通道进行Concat操作后输入DFEM,得到尺寸为H/16×W/16×1024的融冰区域特征图D9;
S2134,将D9进行Upsample操作得到尺寸为H/8×W/8×512的融冰区域特征图D10;将D4和D10沿通道进行Concat操作后输入至DFEM,得到尺寸为H/8×W/8×768的融冰区域特征图D11;
S2135,将D11输入卷积核个数为256、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/16×W/16×256融冰区域特征图D12;将D9和D12沿通道进行Concat操作后输入DFEM得到尺寸为H/8×W/8×1280的融冰区域特征图D13;
S2136,将融冰区域特征图D13输入卷积核个数为512、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/16×W/16×512的融冰区域特征图D14;将D8和D14沿通道进行Concat操作后输入至DFEM,得到尺寸为H/16×W/16×1024的融冰区域特征图D15;
S2137,将融冰区域特征图F11输入卷积核个数为256、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/16×W/16×256的融冰区域特征图D16;将融冰区域特征图D13输入卷积核个数为512、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/32×W/32×512的融冰区域特征图D17;将融冰区域特征图D15输入卷积核个数为1024、大小为3×3、步长为2、填充值为1的CBS模块中,得到尺寸为H/64×W/64×1024的融冰区域特征图D18;
S2138,将D16、D17、D18输入到D-Det可变形检测器,得到并输出覆冰识别结果。