[發明專利]基于無人機的輸電設備辨認方法

在審

• 申請號: 201510629579.2
• 申請日: 2015-04-02
• 公開（公告）號: CN105208345A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 白薇
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無人機的輸電設備辨認方法，其包括：利用航拍攝像機對地面上的輸電設備進行拍攝，以獲得輸電設備圖像；利用設備辨認系統對所述輸電設備圖像進行圖像處理，以識別所述輸電設備圖像內輸電設備的種類；利用飛思卡爾IMX6處理器將所述輸電設備的種類通過無線收發器件無線發送到遠端的供電單位管理平臺；

其中所述航拍攝像機、設備辨認系統、無線收發器件和飛思卡爾IMX6處理器構成輸電設備辨認平臺，其位于無人機上。

2.如權利要求1所述的方法，進一步包括利用位于所述航拍攝像機和所述設備辨認系統之間的去霧霾處理設備接收所述輸電設備圖像，對所述輸電設備圖像進行去霧霾處理以獲得去霧霾輸電設備圖像的步驟。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述平臺還包括：

供電電源，包括太陽能供電器件、蓄電池、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；

移動硬盤，用于預先存儲預設高度范圍、預設氣壓高度權重和預設無線電高度權重，還用于預先存儲各個種類的輸電設備的一層小波系數集，每一個種類的輸電設備的一層小波系數集由對每一個種類的基準輸電設備圖像進行一層Harr小波分解獲得的4個分解子圖的小波分解系數組成，所述每一個種類的基準輸電設備圖像為對每一個種類的基準輸電設備進行預先拍攝所獲得的圖像，所述4個分解子圖的小波分解系數分別為一個平滑子圖的小波分解系數、一個水平子圖的小波分解系數、一個垂直子圖的小波分解系數和一個斜向子圖的小波分解系數，平滑子圖的小波分解系數為概貌系數，其余三個分解子圖的小波分解系數都是細節系數；

GPS定位器，與GPS導航衛星連接，用于接收無人機所在位置的實時定位數據；

高度傳感設備，與所述移動硬盤連接，包括氣壓高度傳感器、無線電高度傳感器和微控制器；所述氣壓高度傳感器用于根據無人機附近的氣壓變化，檢測無人機所在位置的實時氣壓高度；所述無線電高度傳感器包括無線電發射機、無線電接收機和單片機，所述單片機與所述無線電發射機和所述無線電接收機分別連接，所述無線電發射機向地面發射無線電波，所述無線電接收機接收地面反射的無線電波，所述單片機根據所述無線電發射機的發射時間、所述無線電接收機的接收時間和無線電波傳播速度計算無人機的實時無線電高度，所述無線電波傳播速度為光速；所述微控制器與所述氣壓高度傳感器、所述無線電高度傳感器和所述移動硬盤分別連接，當所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度的差在所述預設高度范圍時，基于所述預設氣壓高度權重、所述預設無線電高度權重、所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度計算并輸出所述實時高度，當所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度的差不在所述預設高度范圍時，輸出高度檢測失敗信號；

去霧霾處理設備，位于所述航拍攝像機和所述設備辨認系統之間，用于接收所述輸電設備圖像，對所述輸電設備圖像進行去霧霾處理以獲得去霧霾輸電設備圖像，替換所述輸電設備圖像，將所述去霧霾輸電設備圖像輸入所述設備辨認系統以進行圖像處理以識別所述去霧霾輸電設備圖像內輸電設備的種類；

所述去霧霾處理設備包括：

霧霾濃度檢測子設備，位于空氣中，用于實時無人機所在位置的霧霾濃度，并根據霧霾濃度確定霧霾去除強度，所述霧霾去除強度取值在0到1之間；

整體大氣光值獲取子設備，與所述航拍攝像機連接以獲得所述輸電設備圖像，計算所述輸電設備圖像中每一像素的灰度值，將灰度值最大的像素的灰度值作為整體大氣光值；

大氣散射光值獲取子設備，與所述航拍攝像機和所述霧霾濃度檢測子設備分別連接，對所述輸電設備圖像的每一個像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF對所述目標像素值進行濾波處理以獲得濾波目標像素值，將目標像素值減去濾波目標像素值以獲得目標像素差值，使用EPGF對目標像素差值進行濾波處理以獲得濾波目標像素差值，將濾波目標像素值減去濾波目標像素差值以獲得霧霾去除基準值，將霧霾去除強度乘以霧霾去除基準值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和0中的最大值作為每一個像素的大氣散射光值；

介質傳輸率獲取子設備，與所述整體大氣光值獲取子設備和所述大氣散射光值獲取子設備分別連接，將每一個像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將1減去所述除值以獲得每一個像素的介質傳輸率；

清晰化圖像獲取子設備，與所述航拍攝像機、所述整體大氣光值獲取子設備和所述介質傳輸率獲取子設備分別連接，將1減去每一個像素的介質傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述輸電設備圖像中每一個像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個像素的介質傳輸率以獲得每一個像素的清晰化像素值，所述輸電設備圖像中每一個像素的像素值包括所述輸電設備圖像中每一個像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應地，獲得的每一個像素的清晰化像素值包括每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成去霧霾輸電設備圖像；

所述設備辨認系統與所述去霧霾處理設備和所述移動硬盤分別連接，包括對比度增強設備、灰度化處理設備、中值濾波設備、圖像腐蝕膨脹處理設備和小波分解設備；所述對比度增強設備與所述去霧霾處理設備連接，用于對所述去霧霾輸電設備圖像進行對比度增強處理，獲得增強圖像；所述灰度化處理設備與所述對比度增強設備連接，用于對所述增強圖像進行灰度化處理，獲得灰度圖像；所述中值濾波設備與所述灰度化處理設備連接，用于對所述灰度圖像進行中值濾波，以去掉灰度圖像中的噪聲點，獲得濾波圖像；所述圖像腐蝕膨脹處理設備與所述中值濾波設備連接，用于對所述濾波圖像依次進行圖像腐蝕處理和圖像膨脹處理，以去掉濾波圖像中因為光線形成的亮點并平滑濾波圖像中輸電設備的邊界，獲得腐蝕膨脹處理后的圖像；所述小波分解設備與所述圖像腐蝕膨脹處理設備和所述移動硬盤分別連接，對腐蝕膨脹處理后的圖像進行一層Harr小波分解，將獲得的4個分解子圖的小波分解系數組成實時一層小波系數集，將實時一層小波系數集與各個種類的輸電設備的一層小波系數集逐一匹配，匹配失敗則輸出無輸電設備信號，匹配成功則輸出存在輸電設備信號并將匹配到的輸電設備的種類作為所述去霧霾輸電設備圖像內輸電設備的種類輸出；

所述無線收發器件包括第一無線網卡和第二無線網卡，第一無線網卡用于無線接收供電單位管理平臺發送的控制指令，所述控制指令中包括即將拍攝的地面上的輸電設備所在位置的目的GPS數據和目的拍攝高度，第二無線網卡用于將帶有標記的圖像無線發送到供電單位管理平臺；

所述飛思卡爾IMX6處理器與所述航拍攝像機、所述去霧霾處理設備、所述GPS定位器、所述高度傳感設備、所述設備辨認系統和所述無線收發器件分別連接，將所述實時定位數據、所述實時高度和所述去霧霾輸電設備圖像內輸電設備的種類都標記到所述去霧霾輸電設備圖像上以獲得帶有標記的圖像，將帶有標記的圖像發送到所述無線收發器件的第二無線網卡，所述飛思卡爾IMX6處理器在接收到高度檢測失敗信號或無輸電設備信號時，將高度檢測失敗信號或無輸電設備信號發送到所述無線收發器件的第一無線網卡以便于所述第一無線網卡轉發到供電單位管理平臺；

其中所述飛思卡爾IMX6處理器根據所述實時定位數據、所述實時高度、所述目的GPS數據和所述目的拍攝高度調整發送到無人機驅動機構的驅動信號，以便于所述無人機驅動機構根據所述驅動信號調整無人機的飛行姿態；

其中所述第一無線網卡采用TCP傳輸協議，所述第二無線網卡采用UDP傳輸協議。