[發明專利]一種用于輸電線路固定翼無人機巡視圖像精確拼接的方法

有效

• 申請號: 201410020480.8
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103761722A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 毛強;楊鶴猛;陳艷芳;李庭堅;徐云鵬;李翔;余德泉;張建剛;陳歡;張拯寧;趙恩偉;莫兵兵;王昕
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心;天津航天中為數據系統科技有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明涉及圖像拼接方法，具體涉及一種用于輸電線路固定翼無人機巡視圖像精確拼接的方法。

背景技術

現有固定翼無人機巡視圖像拼接技術主要應用在測繪方面，采用的拼接方法眾多，領域內存在的主要問題包括拼接精度不高和拼接速度慢。

固定翼無人機巡視圖像拼接方面目前沒有應用，國內也無相關成果報道，對輸電線路固定翼無人機巡視序列圖像進行拼接，形成完整的輸電線路走廊全景圖像，才能夠提供直觀準確的輸電線路特別是走廊通道信息，固定翼無人機飛行高度高，飛行對地高度一般達到300-500m，而超高壓輸電線路導線外徑一般為30mm左右，實現輸電線路固定翼無人機巡視圖像的高精度拼接，需要提出一種全新的拼接方法。

固定翼無人機巡視圖像對拼接精度要求較高，導線拼接是其中的一項關鍵技術點，由于現有技術的限制，使用現有測繪拼接技術進行輸電線路固定翼無人機巡視圖像拼接，會出現明顯的錯位問題，出現了導線對接不上、導線走向不自然的現象。

發明內容

針對以上不足，本發明的目的是提供一種用于輸電線路固定翼無人機巡視圖像精確拼接的方法。

為實現以上目的，本發明采取了的技術方案是：

一種用于輸電線路固定翼無人機巡視圖像精確拼接的方法，其包括以下步驟：

步驟1、數據準備以及樣本訓練；所述步驟1包括以下步驟：

步驟1.1、將樣本切分為多個相同大小的訓練子圖像；

步驟1.2、采用基于USFFT算法的曲波變換對所述訓練子圖像進行樣本特征提取，以獲取訓練樣本；

步驟1.3、通過PCA算法計算所述訓練樣本的PCA參數，所述PCA參數包括均值矢量和投影矩陣；

步驟1.4、RBF神經網絡的訓練；

步驟2、基于紋理特征及直線特征對輸電線特征提取，以獲取輸電線分布區域以及輸電線提取數據；通過所述輸電線分布區域對所述輸電線提取數據進行篩選，通過輸電線的雙邊緣特征來獲取輸電線提取結果；

步驟3、對所述輸電線提取結果基于輸電線定制化的SIFT圖像配準與融合。

所述步驟1.4包括以下步驟：

對所述訓練子圖像向中包含有輸電線的標記為1，不包含輸電線的標記為-1；

設定RBF網絡參數，節點數以及層數；

以隨機權重的形式為起點進行至少重復十次神經網絡訓練；

輸出訓練完成后的RBF神經網絡的網絡權重。

所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1、利用紋理特征進行輸電線分布區域檢測；

步驟2.2、通過Canny算子進行圖像邊緣的檢測，為原始候選邊緣；

步驟2.3、通過概率Hough變換對輸電線進行直線檢測，完成輸電線的提取，并將斷裂的輸電線連接，保存直線位置信息；

步驟2.4、根據輸電線分布區域檢測的結果對Hough直線檢測的進行篩選，在輸電線分布區域內的直線被選為輸電線原始候選邊緣；

步驟2.5、根據以下規則進行輸電線原始候選邊緣的進一步篩選：

a)原始候選邊緣的方向符合根據地理信息計算的輸電線的方向；

b)原始候選邊緣的長度超過指定的閾值；

步驟2.6、將經過進一步篩選的候選邊緣中，選取相互平行且距離為M個像素的兩條直線，取其均值為基準直線，所述M=輸電線直徑/圖像分辨率；

若沒有滿足條件的基準直線則M=M-1再進行標準直線檢索，直至M=0即單直線；

步驟2.7、輸出輸電線提取的結果。

所述步驟2.1利用紋理特征進行輸電線分布區域檢測包括以下步驟：

步驟2.1.1、將航拍圖像轉化為灰度圖像；

步驟2.1.2、利用滑動窗口的模式提取灰度圖像的子區域；

步驟2.1.3、對每個子區域進行輸電線區域判定；

步驟2.1.4、歷遍所有的子區域，完成輸電線分布的區域檢測，其中，區檢測結果中值大于0的為輸電線分布區域。

所述步驟2.1.3包括以下步驟：

步驟2.1.3.1、對子區域利用USFFT算法提取曲波特征；

USFFT算法主要步驟包括：