Estrategia Colaborativa Nube-Borde para el Reconocimiento de Aisladores y Modelo de Detección de Defectos Utilizando Imágenes Capturadas por Drones
Autores: Gao, Pengpei; Wu, Tingting; Song, Chunhe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategia Colaborativa Nube-Borde para el Reconocimiento de Aisladores y Modelo de Detección de Defectos Utilizando Imágenes Capturadas por Drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones
Sistemas de energía
Identificación de aisladores
Detección de defectos
Inteligencia colaborativa en la nube y el borde
Carga computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En los sistemas de energía modernos, los drones se están utilizando cada vez más para monitorear el estado de equipos eléctricos críticos. Sin embargo, la capacidad de computación limitada es un factor clave que limita la aplicación de drones. Para optimizar la carga computacional en los drones, este documento propone una estrategia de inteligencia colaborativa en la nube y en el borde que se aplicará a la identificación de aisladores y escenarios de detección de defectos. En primer lugar, se propone un método de baja computación desplegado en el borde para determinar si hay cadenas de aisladores presentes en las imágenes capturadas. En segundo lugar, se propone un método eficiente de reconocimiento de aisladores y detección de defectos, I-YOLO (Insulator-YOLO), para el despliegue en la nube. En la red de cuello, integramos un mecanismo I-ECA (Insulator-Enhanced Channel Attention) basado en las características de los aisladores para fusionar características de manera más completa. Además, incorporamos la red de fusión cruzada de características de aisladores (I-FCFN) para mejorar la detección de defectos de aisladores de pequeño tamaño. Los resultados experimentales demuestran que la estrategia de inteligencia colaborativa en la nube y en el borde funciona excepcionalmente bien en tareas relacionadas con aisladores. El algoritmo de borde logró una precisión del 97.9% con solo 0.7 G FLOPs, cumpliendo con los requisitos de inspección de los drones. Mientras tanto, el modelo en la nube logró un mAP50 del 96.2%, detectando con precisión los aisladores y sus defectos.
Descripción
En los sistemas de energía modernos, los drones se están utilizando cada vez más para monitorear el estado de equipos eléctricos críticos. Sin embargo, la capacidad de computación limitada es un factor clave que limita la aplicación de drones. Para optimizar la carga computacional en los drones, este documento propone una estrategia de inteligencia colaborativa en la nube y en el borde que se aplicará a la identificación de aisladores y escenarios de detección de defectos. En primer lugar, se propone un método de baja computación desplegado en el borde para determinar si hay cadenas de aisladores presentes en las imágenes capturadas. En segundo lugar, se propone un método eficiente de reconocimiento de aisladores y detección de defectos, I-YOLO (Insulator-YOLO), para el despliegue en la nube. En la red de cuello, integramos un mecanismo I-ECA (Insulator-Enhanced Channel Attention) basado en las características de los aisladores para fusionar características de manera más completa. Además, incorporamos la red de fusión cruzada de características de aisladores (I-FCFN) para mejorar la detección de defectos de aisladores de pequeño tamaño. Los resultados experimentales demuestran que la estrategia de inteligencia colaborativa en la nube y en el borde funciona excepcionalmente bien en tareas relacionadas con aisladores. El algoritmo de borde logró una precisión del 97.9% con solo 0.7 G FLOPs, cumpliendo con los requisitos de inspección de los drones. Mientras tanto, el modelo en la nube logró un mAP50 del 96.2%, detectando con precisión los aisladores y sus defectos.