何为非侵入式负荷监测-目标检测

1 前言

        上一篇忘记说明一点:组合优化和隐马尔可夫模型我归为一类,但是没有写关于隐马尔可夫模型的内容,这是因为近几年已经很少见到这样的文献了,所以我研究的不多,就不献丑了。本篇是主要是讨论,暂为看到有文献发表。关于如何把非侵入式负荷监测建模为目标检测任务。

2 何为目标检测

        目标检测任务=分类+定位[1]

        如图所示,目标检测是先定位图片中的动物,再将动物分类为猫或者狗。如果在非侵入式负荷监测中定位就等于是事件检测、分类就等于是负荷辨识,这不就是目标检测吗?

        目标检测发展历程:在利用深度学习做物体检测之前,传统算法对于目标检测通常分为3个阶段:区域选取、特征提取和体征分类[2]。这么一看,是不是更像非侵入式负荷识别了。

在这里插入图片描述

        目标检测领域比较典型的一个模型是YOLO模型,现在好像都有YOLOv5[3]。关于目标检测以及YOLO的原理,见参考的文章。这里先不赘述,之后如果有空,把实现的流程写出来。

        以上将非侵入式负荷监测和目标检测联系起来了,那么究竟应该如何得到数据集,训练和测试网络呢?

3 非侵入式负荷检测

        参考目标检测的数据集:图片,这里的图片不仅仅是一张图,还有目标对象的位置信息和类别。因此,我们也需要构造出来一个数据集。我们有的数据只有总负荷数据和分表数据(目标电器),如何建立这个数据集呢?

        我们可以通过分表数据知道目标电器在总负荷数据中的位置,如下图所示。

何为非侵入式负荷监测-目标检测_第1张图片        我们解决了位置信息。然后,找到总负荷数据中目标电器所在的区域,通过窗口滑动得到若干个窗口数据,这个就是作为图片。最后再将类别信息统一起来。 每个绿色窗口的数据,除了时间序列数据以外,还需要标注目标电器所在的位置,还有大小(高度)。

何为非侵入式负荷监测-目标检测_第2张图片

         到这里数据集处理就结束了。然后就是把数据集放到YOLO模型中,训练和测试了。

        结果大致如下:

何为非侵入式负荷监测-目标检测_第3张图片

         红色区域就是模型检测出来目标电器运行的地方,现在准确率还有待进步提高。

4 有感

        非侵入式负荷监测一直被定义为分类任务或者回归任务,天下苦其久矣。希望能看到新的模型加入NILM这个大家庭,欢迎大家讨论。(别的领域拿了模型,改成分类和回归任务不算哈)

        

 

[1]目标检测概述-VOC COCO数据集 IOU AP NMS_Rui@的博客-CSDN博客_目标检测

[2]目标检测(Object Detection)_Alex_996的博客-CSDN博客_目标检测

[3]通俗易懂的YOLO系列(从V1到V5)模型解读! - 百度文库

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