[發(fā)明專利]基于變電站的無人機(jī)圖像技術(shù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211371013.0
• 申請(qǐng)日: 2022-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN115562348A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳俊杰;倪岳東;潘思琪;葉東華;產(chǎn)焰萍;王宇澤;王日霞;洪文迪;林長(zhǎng)浩;羅珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10;G06Q50/06;G06V10/12;G06V20/10;G06V20/17
• 代理公司: 北京和聯(lián)順知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11621
• 代理人: 唐鵬飛

本發(fā)明公開了基于變電站的無人機(jī)圖像技術(shù)方法，包括如下研究步驟：S1、綜合了解變電站內(nèi)無人機(jī)定位適用技術(shù)、適用模型、航線規(guī)劃、抗干擾措施，S2、研究無人機(jī)飛行控制及云臺(tái)調(diào)整算法，實(shí)現(xiàn)變電站巡檢圖像有效采集，本發(fā)明通過對(duì)變電站無人機(jī)圖像采集的適用技術(shù)、適用模型進(jìn)行研究，對(duì)航線進(jìn)行規(guī)劃，能夠?qū)o人機(jī)定位，通過雙目測(cè)距，計(jì)算視差、深度和避障偏離角度，通過調(diào)整飛行角度避開障礙，無人機(jī)飛行更加安全，且通過對(duì)干擾進(jìn)行識(shí)別和抵抗，降低干擾，能夠精準(zhǔn)的采集到需要的圖像，并識(shí)別隱患，通過無人機(jī)采集的圖像能夠快速的了解變電站不同位置的實(shí)時(shí)情況和隱患，提升變電站的無人機(jī)巡檢效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變電站巡檢技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于變電站的無人機(jī)圖像技術(shù)方法。

背景技術(shù)

變電站是指電力系統(tǒng)中對(duì)電壓和電流進(jìn)行變換，接受電能及分配電能的場(chǎng)所，在發(fā)電廠內(nèi)的變電站是升壓變電站，其作用是將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后饋送到高壓電網(wǎng)中，為了對(duì)變電站實(shí)時(shí)情況的掌握，通常會(huì)使用無人機(jī)進(jìn)行巡檢，無人機(jī)巡檢的使用極大的提高了變電站對(duì)于障礙、隱患等的識(shí)別，為電力輸送提供了極大的保障；

但是目前變電站的無人機(jī)圖像采集時(shí)，對(duì)于一些較小的障礙不能精準(zhǔn)的避開，隱患圖像識(shí)別有限，不能更精準(zhǔn)的識(shí)別變電站的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供基于變電站的無人機(jī)圖像技術(shù)方法，可以有效解決上述背景技術(shù)中提出目前變電站的無人機(jī)圖像采集時(shí)，對(duì)于一些較小的障礙不能精準(zhǔn)的避開，隱患圖像識(shí)別有限，不能更精準(zhǔn)的識(shí)別變電站的隱患的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于變電站的無人機(jī)圖像技術(shù)方法，包括如下研究步驟：

S1、綜合了解變電站內(nèi)無人機(jī)定位適用技術(shù)、適用模型、航線規(guī)劃、抗干擾措施；

S2、研究無人機(jī)飛行控制及云臺(tái)調(diào)整算法，實(shí)現(xiàn)變電站巡檢圖像有效采集，并優(yōu)化待檢目標(biāo)圖像占比和圖像位置分布；

S3、研究變電站鳥窩、銹蝕、絕緣子掉片、小金具缺陷隱患的可見光數(shù)據(jù)集，研究數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)注、預(yù)處理、數(shù)據(jù)擴(kuò)增；

S4、研究可見光、紅外線圖像缺陷識(shí)別檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)算法的隱患目標(biāo)識(shí)別檢測(cè)；

所述S2中，具體包括如下步驟：

A1、研究無人機(jī)的避障技術(shù)，綜合采用RTK定位、UWB和雙目視覺避障技術(shù)完成無人機(jī)巡檢過程中的避障，保證其可靠飛行；

A2、研究航拍相機(jī)的圖像自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)，通過對(duì)航拍云臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站關(guān)鍵設(shè)備的有效采集，優(yōu)化目標(biāo)在圖像域中的分布；

所述A1中的UWB技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，UWB定位算法主要包含兩部分,首先是采用TOF測(cè)距算法獲取標(biāo)簽到固定基站之間的距離,然后再根據(jù)三邊定位算法得到標(biāo)簽坐標(biāo)；

假設(shè)三個(gè)基站物理坐標(biāo)為(x_1,y_1)、(x_2,y_2)和(x_3,y_3)，標(biāo)簽到基站距離為d_1、d_2、d_3，則有：

(x-x_1)^2+(y-y_1)^2＝〖d_1〗^2

(x-x_2)^2+(y-y_2)^2＝〖d_2〗^2

(x-x_3)^2+(y-y_3)^2＝〖d_3〗^2

由此可求解出實(shí)時(shí)坐標(biāo)；

將兩個(gè)攝像機(jī)對(duì)稱的固定在無人機(jī)上，利用雙目避障技術(shù)先通過確定物體位置，再分別確定兩個(gè)拍攝位置的角度，通過兩個(gè)拍攝位置和物體的位置坐標(biāo)，進(jìn)行測(cè)距，拍攝獲取圖像后，攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)，對(duì)兩個(gè)圖像進(jìn)行矯正，通過特征點(diǎn)提取，再經(jīng)過立體匹配，獲取三維信息，計(jì)算出視差，并將視差轉(zhuǎn)換為深度，從而使無人機(jī)在飛行時(shí)，調(diào)整飛行角度，規(guī)避障礙物；