中文引用格式： 吳衛(wèi)堃，鄭耀華，曾彥超，等. 一種電纜終端頭紅外識(shí)別算法的FPGA實(shí)現(xiàn)研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(7)：95-100.
英文引用格式： Wu Weikun，Zheng Yaohua，Zeng Yanchao，et al. Research on FPGA implementation of an infrared identification algorithm for cable terminals[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(7)：95-100.
引言
電纜終端頭是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)影響電網(wǎng)安全。紅外成像技術(shù)因其非接觸性和穿透力強(qiáng)[1]，在電纜終端頭識(shí)別中得到廣泛應(yīng)用。然而，復(fù)雜背景使傳統(tǒng)紅外識(shí)別算法容易出現(xiàn)識(shí)別錯(cuò)誤、實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題[2]，從而導(dǎo)致其狀態(tài)診斷結(jié)果無(wú)法及時(shí)匹配對(duì)應(yīng)的設(shè)備類型，影響運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
近年來(lái)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識(shí)別中廣泛應(yīng)用[3]，能夠在復(fù)雜環(huán)境中準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)物體。將紅外圖像處理算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合是更優(yōu)解。目前，電力巡檢中常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。然而，這些算法通常依賴計(jì)算機(jī)平臺(tái)，難以滿足電力巡檢對(duì)便攜性和實(shí)時(shí)性的要求，因此需要移植到嵌入式平臺(tái)。考慮到嵌入式硬件資源，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因其簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)和較低計(jì)算需求，更適合硬件部署，但其容易陷入局部最優(yōu)，而PSO算法可以優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)重和偏置，顯著提升識(shí)別效果[4]。
在硬件設(shè)備的選擇上相比于DSP+ARM架構(gòu)，FPGA憑借其并行處理能力和高速計(jì)算優(yōu)勢(shì)[5]，更適合進(jìn)行電站中的數(shù)據(jù)處理[6]，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于高速圖像處理領(lǐng)域。
本文基于以上分析提出一種基于PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化紅外識(shí)別算法的FPGA系統(tǒng)，通過(guò)FPGA并行計(jì)算和流水線結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電纜終端頭紅外圖像的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確識(shí)別。
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作者信息：
吳衛(wèi)堃1，鄭耀華1，曾彥超1，曾祥偉1，巫志安1，李嘉成1，周騫2，袁超2
（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局，廣東 肇慶526000；
2.湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410000）
