[發明專利]一種基于無人機檢測營區戶外設施狀態的系統及方法

在審

• 申請號: 202010693035.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111860298A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李長龍;曾慶濤;鄒云堂;何林達;姚友杰
• 申請（專利權）人: 云南昆船設計研究院有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/62
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

1.一種基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，包括如下步驟：

Step1：無人機控制系統設定所述無人機的巡檢飛行路線；

Step2：無人機按照設定的飛行路線飛行至檢查點；

Step3：圖像采集模塊開始采集設施圖像；

Step4：所述采集設施圖像通過所述無線通信模塊發送至所述營區管理中心圖像處理系統；

Step5：所述采集設施圖像通過所述營區管理中心圖像處理系統進行圖像處理；

Step6：所述營區管理中心圖像處理結果經信息發布系統發布，并將圖像和結果存儲。

2.根據權利要求1所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，所述Step5圖像處理包含以下步驟：

第一步：圖像光照補償，不同時間采集設施圖像時光線不同，為了弱化光照對圖像內容的影響，提高圖像質量采用光照補償；

第二步：圖像幾何校正，由于無人機飛行精度、圖像采集模塊的像差、畸變，無法確保每次采集圖像時相機位置對應檢查點成像姿態一致，需做圖像校正；

第三步：模板匹配，利用模板圖像中設施模板找到采集設施圖像中設施的位置大小；

第四步：設施模板區域和設施匹配區域二值化；

第五步：利用相關算法處理圖像，設置閾值，判斷設施是否有缺陷，輸出結果。

3.根據權利要求2所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，所述圖像光照補償的算法為：

(1)統計每個灰度值的像素數，通過循環得到排列前5％的像素灰度值作為參考白，則參考白像素的亮度平均值aveGray為：aveGray＝Gray_ref/Gray_refNum，式中Gray_ref為參考白灰度值；Gray_refNum用為參考白像素數；

(2)計算光照補償系數coe：coe＝255/aveGray；

(3)原像素值分別乘以光照補償系數coe，得到光照補償后的像素值。

4.根據權利要求2所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，所述模板匹配的模板圖像是利用已有的采集圖像中選取出的無缺陷最優視覺效果圖像。

5.根據權利要求2所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，所述圖像幾何校正是在進行模板匹配后，構建目標四邊形，由四個頂點對構建方程，通過解方程得到變換系數，最后逐個像素點實現校正。

6.根據權利要求5所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法，其特征在于，所述逐個像素點實現校正用下面的函數關系來描述：

u＝p(x，y)

v＝q(x，y)

其中x，y為采集圖像空間中的像素坐標，u，v是x，y在校正圖像空間中對應的像素坐標；

根據上述的函數關系，可以依次計算采集圖像每個像素的矯正坐標值，保持各像素值不變，這樣生成一幅校正圖像。

7.一種基于無人機檢測營區戶外設施狀態的系統，包括無人機空中平臺和營區管理中心，其特征在于：

所述無人機空中平臺包括無人機、無線通信模塊和圖像采集模塊；

所述營區管理中心包括無人機控制系統、圖像處理系統和信息發布系統；

所述無線通信模塊和圖像采集模塊置于無人機內，所述無線通信模塊與圖像采集模塊通訊連接，所述無人機控制系統、圖像處理系統和信息發布系統網絡連接；

所述圖像采集模塊采集設施圖像，所述設施圖像通過所述無線通信模塊發送至所述營區管理中心圖像處理系統；

所述采集設施圖像通過所述營區管理中心圖像處理系統進行圖像處理；

所述營區管理中心圖像處理結果經信息發布系統發布，并將圖像和結果存儲；

所述營區管理中心圖像處理系統執行如權利要求2至6任一項所述的基于無人機檢測營區戶外設施狀態的方法的步驟。