[發明專利]一種基于無人機的石油管線巡檢異常隱患智能識別方法

有效

• 申請號: 202110488160.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN112990146B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 李瓊;岳林;張宇;何建軍
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種基于無人機的石油管線巡檢異常隱患智能識別方法，將無人機精準巡航技術與目標檢測算法結合，設計了一種智能的石油管線巡檢方法，在現有的計算機處理運算能力基礎上，實現了較為快速的石油管線隱患巡檢排查。本發明針對無人機巡檢特殊工作條件的目標檢測做了大量優化算法和改進，訓練了該條件下專用目標檢測網絡模型，具有對石油管線巡檢的準實時隱患播報，減少了人工巡檢的盲目性，大大提高了巡檢效率，降低了人力成本，具有可實用性。

技術領域

本發明屬于無人機智能巡檢技術領域，具體涉及一種基于無人機的石油管線巡檢異常隱患智能識別方法的設計。

背景技術

我國石油天然氣資源分布與人口分布極不匹配，在東部的沿海地區石油天然氣資源主要靠東部地區輸送。石油管線為石油天然氣的主要輸送途徑，目前我國的石油管線正在飛速建設，現有大型石油管線總長為3.5萬公里，專家預計未來10年我國將實現汽油、柴油、煤油等成品油全部利用管道進行輸送。由于石油管線分布廣，且沿線地形地貌復雜，給管線維護巡檢帶來了很大的困難。

傳統的石油管線巡檢采用人工沿線徒步巡檢，此方法效率較低，人力成本較高且操作困難，甚至有一定的風險。對于長距離石油管線而言，距離長、范圍廣、環境復雜等因素使手持終端采集數據的工作方式受到極大局限，人力成本較高且操作困難。

近年來隨著無人機技術的發展，無人機巡檢管道是精細化管理形勢下提質增效的創新舉措。無人機能夠在復雜地形上采集出連續的高質量的管線數據，這為采用無人機進行石油管線巡檢提供了根本上的支持。

同時，計算機視覺技術以及物聯網技術的發展，為實現無人機石油管線智能巡檢提供了軟件上的支持。采用目前最熱門的YOLO目標檢測技術，最快甚至可以實時將視頻目標檢測并渲染出來。再針對無人機石油管線巡檢這一具體任務，結合異常定位、有效異常篩選、異常類別定義、云智能任務派放平臺等一系列技術，可以將無人機巡檢的精度、速度、質量提高到能夠進行工業化應用的程度，實現無人機智能巡檢及任務派放一體化系統平臺，優化設備資源和人力資源配置，將運行成本降至最低。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的石油管線人工巡檢技術操作困難且人力成本高的問題，提出了一種基于無人機的石油管線巡檢異常隱患智能識別方法。

本發明的技術方案為：一種基于無人機的石油管線巡檢異常隱患智能識別方法，包括以下步驟：

S1、訓練得到石油管線隱患識別網絡模型。

S2、根據石油管線坐標信息設定無人機巡檢路線，根據地形設定無人機的巡檢高度和攝像頭角度，并根據攝像頭姿態對視頻拍攝角度進行實時矯正，控制無人機按照巡檢路線巡檢，將單次巡檢拍攝視頻傳輸回計算機。

S3、通過石油管線隱患識別網絡模型對傳輸回計算機的視頻進行異常隱患全局檢測，生成各異常點的幀號、類型、像素尺度和像素坐標信息。

S4、根據無人機地理坐標、拍攝高度和拍攝方向信息，確定動態的實時像素比例尺。

S5、根據實時像素比例尺以及異常點的像素坐標信息，計算得到異常點的地理坐標，并根據各異常點的地理坐標，將石油管線兩側有效區域外的異常點篩去。

S6、根據異常點的像素尺度和實時像素比例尺，計算得到異常點的實際大小，并將實際大小在標準尺度范圍外的異常點篩去。

S7、根據視頻拍攝連續性，通過多幀聯合結果校驗，將突然出現或消失的誤檢假異常點篩去。

S8、根據視頻拍攝連續性，將多幀上重復出現的同一異常點進行去重處理，得到異常結果。

S9、將異常結果的幀號、類型、像素尺度、地理坐標以及圖片信息上傳至智能任務發放平臺，指導巡檢工人工作。

進一步地，步驟S1包括以下分步驟：