[發明專利]基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統和工作方法

在審

• 申請號: 202011133457.1
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112348034A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 李銀中;姜輝
• 申請（專利權）人: 中電鴻信信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62;G06T5/00;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/70;B64C39/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

1.一種基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統，其特征在于，所述檢測系統包括無人機本體、無人機主控制器、機載探測裝置、通訊鏈路系統和地面控制臺；

所述無人機主控制器用于控制無人機本體的飛行軌跡和飛行姿態；

所述機載探測裝置安裝在無人機本體上，用于對起重機表面圖像進行采集，將采集數據發送至無人機主控制器；所述無人機主控制器還通過通訊鏈路系統將采集數據發送至地面控制臺，由地面控制臺內安裝的實時分析系統采用圖像局部區域約束和反卷積圖像算法提高采集圖像的分辨率，再采用基于分形閾值法的缺陷識別模型對采集數據進行處理，得到起重機表面缺陷評估結果，實時分析系統根據起重機表面缺陷評估準確率調整缺陷識別模型的分形閾值；

所述實時分析系統還用于結合調整后的圖像分辨率和起重機表面缺陷評估結果得到采集圖像的視覺評估結果，將視覺評估結果經通訊鏈路系統發送至無人機主控制器，所述無人機主控制器根據地面控制臺返回的視覺評估結果調整無人機本體的飛行方向和機載探測裝置的拍攝角度。

2.根據權利要求1所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統，其特征在于，所述缺陷識別結果包括表面缺陷相對于起重機的位置、缺陷類型、缺陷區域在圖像中的范圍占比和缺陷區域在圖像中的位置。

3.根據權利要求1所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統，其特征在于，所述機載探測裝置包括用于采集起重機表面結構可見光影像的可見光拍攝裝置、用于采集起重機表面結構尺寸數據的激光掃描裝置和用于采集起重機表面溫差數據的紅外光拍攝裝置中的幾種或者全部。

4.根據權利要求3所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統，其特征在于，所述機載探測裝置安裝在旋轉云臺上，通過旋轉云臺調整拍攝角度，其中，垂直運動方向的俯仰角范圍為±90°，水平方向方位運動范圍為±150°。

5.一種基于權利要求1所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步驟：

S1，獲取待檢起重機結構形貌，規劃無人機飛行軌跡；根據待檢起重機位置，對無人機進行定位，驅使無人機沿規劃路徑飛行；

S2，在無人機飛行過程中，采用機載探測裝置對起重機的表面結構數據進行采集，將采集結構發送至地面控制臺，由地面控制臺內安裝的實時分析系統采用圖像局部區域約束和反卷積圖像算法提高采集圖像的分辨率，再采用基于分形閾值法的缺陷識別模型對采集數據進行處理，得到起重機表面缺陷評估結果；

S3，結合調整后的圖像分辨率和起重機表面缺陷評估結果得到采集圖像的視覺評估結果，將視覺評估結果經通訊鏈路系統發送至無人機主控制器；

S4，無人機主控制器根據地面控制臺返回的視覺評估結果調整無人機本體的飛行方向和機載探測裝置的拍攝角度；

S5，實時分析系統根據起重機表面缺陷評估準確率調整缺陷識別模型的分形閾值。

6.根據權利要求5所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統的工作方法，其特征在于，步驟S2中，所述采用基于分形閾值法的缺陷識別模型對采集數據進行處理，得到起重機表面缺陷評估結果的過程包括以下步驟：

S21，生成起重機金屬結構圖像庫，用于存儲一定量的標注有缺陷類型和缺陷位置的起重機表面結構圖像樣本，對起重機表面結構圖像樣本進行去噪處理；

S22，構建基于多尺度幾何分析和支持向量機的缺陷識別模型，所述缺陷識別模型包括圖像處理單元和缺陷識別單元；

S23，基于所述圖像處理單元，采用分形閾值法對去噪后的圖像樣本進行閾值分割，對分割后的圖像樣本進行分解，提取分解后圖像樣本的特征向量，對特征向量進行降維處理，生成訓練樣本；

S24，采用訓練樣本對缺陷識別單元進行訓練；

S24，提取拍攝得到的待檢起重機的表面結構圖像，導入缺陷識別模型，采用分形閾值法對去噪后的表面結構圖像進行閾值分割，對分割后的圖像進行分解，提取圖像特征向量，對特征向量進行降維處理后，對起重機表面缺陷進行實時識別和實時定位。

7.根據權利要求6所述的基于無人機圖像識別的起重機缺陷檢測系統的工作方法，其特征在于，所述缺陷識別模型包括缺陷準確率評估單元，用于評估預設時間范圍內的起重機表面缺陷評估準確率，并將評估得到的起重機表面缺陷評估準確率發送至圖像處理單元，以調整圖像處理單元的分形閾值。