面向嵌入式设备的绝缘子缺陷检测算法研究

来源：电子测量技术杂志2025年第14期北京时间：

作者：刘梓良，尼鹿帕尔·艾克木，伊力哈木·亚尔买买提，郭松杰

单位：1.新疆大学电气工程学院 乌鲁木齐 830017;2.国网乌鲁木齐供电公司 乌鲁木齐 830000

摘要：针对嵌入式设备在资源受限以及雾天复杂环境下绝缘子缺陷检测的高效性与准确性挑战，本文提出了一种新型轻量化检测模型——RNSC-YOLOv7-tiny，并取得了重要的创新性成果与实际应用价值。首先，通过对主干网络中ELAN模块的轻量化处理，设计了RepNCSPELAN模块，有效降低了模型的参数量与计算复杂度，同时保持了检测精度的显著提升。其次，融入SGE模块，使模型能够聚焦与背景重叠的目标区域，显著抑制无关信息的干扰，提升了绝缘子缺陷定位与识别的精确性。此外，引入NWD损失函数解决了检测过程中偏差点导致的梯度消失问题，进一步优化了检测精度。最后，CARAFE上采样算子的引入，使模型在低分辨率图像及复杂雾天环境中依然能够实现精准检测定位。实验结果显示，RNSC-YOLOv7-tiny模型在绝缘子缺陷检测方面展现出了快速且高精度的性能，其检测精度高达94.8%。该模型拥有4298150个参数，浮点运算次数为10.5，同时模型内存占用仅为8.69 MB。与原始YOLOv7-tiny模型相比，新提出的模型在多个关键指标上均实现了显著提升：精度提高了3.4%，参数量减少了28.5%，浮点运算次数降低了19.2%，且模型大小缩减了3.01 MB。这一成果充分验证了该算法在嵌入式设备环境中的高度适用性和实际应用效能。

关键词：嵌入式设备;绝缘子缺陷检测;YOLOv7-tiny

基金资助：国家自然科学基金（62362063，61866037）项目资助