[發明專利]基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統及方法

在審

• 申請號: 202011140660.1
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112422895A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 魯鳳斌;蓋英德;黃力哲;孫剛;提威;蔣禹
• 申請（專利權）人: 華能阜新風力發電有限責任公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/215;G01S19/42;G01S19/39
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發明公開一種基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統及方法。該系統包括：圖像采集模塊、圖像傳輸模塊、圖像識別模塊、跟蹤控制模塊、定位模塊以及人機接口模塊，可通過對視頻和圖像進行分析、識別，檢測目標物體是否處于運動狀態，如果是則根據目標物體的運動軌跡，控制無人機運動，通過圖像采集模塊跟蹤目標物體，保證目標物體始終在圖像采集模塊的視野中央，根據目標物體的像素坐標，結合GPS及北斗系統，對目標物體進行定位，將目標物體的跟蹤及定位信息傳送至客戶端。本發明在實現對電力設備特征目標的圖像分析跟蹤、定位過程中，結合了無人機的實時性、魯棒性的特點，可使許多危險源得到有效及時的監測、判別、定位及追蹤。

技術領域

本發明涉及電力安全技術領域，尤其涉及一種基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統及方法。

背景技術

許多大型電力設備尤其是風電場及光伏電站，均建設在位置偏遠、交通不便的地區，且占地面積大。而電力設備對安全性的要求很高，大多數電力場站內的固定式監控攝像頭無法做到全場覆蓋。許多危險源均無法得到有效及時的監測。

對于電力設備來說，如何通過設備附近的運動目標進行分析，以及時掌握目標物體對電力設備安全穩定運行是否存在影響，是電力行業運行維護人員所追求的目標。

隨著無人機技術日趨成熟，人工智能技術斷發展，計算機視覺技術也有了長足的進步。運用無人機航拍技術可對電力設備進行有效監測，但目前尚未有結合了無人機及圖像分析跟蹤、定位技術的系統出現。

為更好的解決上述問題，且為提高電力系統安全穩定運行水平，有必要提出一種基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統及方法。

發明內容

本發明提供一種基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統及方法，以解決重要電力設施中的固定式監控攝像頭無法做到全場覆蓋，許多危險源均無法得到有效及時的監測、判別、定位及追蹤的問題。

第一方面，本發明提供一種基于無人機的圖像分析跟蹤、定位系統，包括：

圖像采集模塊，用于對目標物體進行拍攝，將采集到的視頻和圖像寫入緩存；

圖像傳輸模塊，用于將緩存的視頻和圖像傳輸到圖像識別模塊；

圖像識別模塊，用于對所述視頻和圖像進行分析、識別，檢測所述目標物體是否處于運動狀態；

跟蹤控制模塊，用于在所述目標物體處于運動狀態的情況下，根據所述目標物體的運動軌跡，控制無人機運動，通過圖像采集模塊跟蹤所述目標物體，保證目標物體始終在所述圖像采集模塊的視野中央；

定位模塊，用于根據所述目標物體的像素坐標，結合GPS及北斗系統，對所述目標物體進行定位；

人機接口模塊，用于將所述目標物體的跟蹤及定位信息傳送至客戶端。

結合第一方面，在第一方面的第一種可實現方式中，所述圖像采集模塊為無人機搭載的云臺攝像機。

結合第一方面，在第一方面的第二種可實現方式中，所述圖像傳輸模塊利用無線網或數據鏈將緩存的視頻圖像傳輸到圖像識別模塊。

結合第一方面，在第一方面的第三種可實現方式中，所述圖像識別模塊，用于按照以下方式對所述視頻圖像進行分析、識別，檢測所述目標物體是否處于運動狀態：

計算圖像中目標物體所對應的像素點的灰度值；

將視頻中連續兩幀圖像的灰度值進行相減運算得到差值；

判斷所述差值是否大于預設閾值；

如果所述差值小于或等于預設閾值，判定所述目標物體處于靜止狀態；

如果所述差值大于預設閾值，判定所述目標物體處于運動狀態。