[發明專利]基于邊緣計算的無人機巡檢圖像實時識別方法及系統

在審

• 申請號: 202211543362.6
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115865915A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 趙蓓蓓;崔顥騫;卜洪亮;張國慶;李天成;王丹;常津寧;王一
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/12;H04L67/5681;H04N23/695;H04L69/16;H02G1/02;G06V20/17;G06V10/82;G06N3/08;G06N3/0464;G06N3/045
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 卜海慧

一種基于邊緣計算的無人機巡檢圖像實時識別方法及系統，包括：控制室服務器為無人機提供現場的輸電線路與桿塔的地理信息、巡檢信息、歷史的安裝與維護記錄數據，利用班長工作臺的命令下達到數據采集及處理模塊；無人機巡檢，根據服務器端給出的巡檢計劃通過云臺控制攝像頭主動跟蹤關注線路和桿塔；無人機利用數據采集及處理模塊通過邊緣計算算法，將攝像頭現場采集的輸電線路和桿塔的圖像進行識別和處理后將本次巡檢線路缺陷的結果傳輸給服務器端記錄，并端自動將本次巡檢缺陷的結果發送至線路巡檢人員及管理人員，根據缺陷的嚴重程度指導巡檢人員快速準確處理出現的問題，由工區指派檢修班組前去維修，形成智能巡檢閉環流程。

技術領域

本發明涉及一種電力設備巡檢裝置，尤其是一種基于邊緣計算的無人機巡檢圖像實時識別方法及系統。

背景技術

目前電力設備數量巨大、分布零散，電力設備維護需求對巡檢工作提出了更高要求。無人機自主巡檢作為輸電線路巡視的重要手段之一，主要是通過無人機對輸電設備和線路進行圖像采集，而后本地上傳或遠程傳輸進行圖像分析。但現有技術仍然存在著以下的不足：無人機巡檢后產生大量需要進行及時認定缺陷性質的照片，需快速從中識別出故障和隱患，以便于后續的消缺工作。現有的無人機巡檢輸電線路采集到的圖像默認是存儲存儲卡上，需要完成飛行任務后，取出存儲卡，導入到電腦中分析處理，效率低且周期長，難以滿足海量數據的分析工作；由于輸電線路多處于偏遠山區，無法運用5G技術實時將采集到的圖像上傳云端進行識別；另一方面，面臨著輸電巡檢一線技能人才經驗短缺，特別是一些一經發現需要立即處理的緊急缺陷，具有一定的時效性，現有的相關手段無法滿足工作要求。

發明內容

本發明是要解決背景技術存在的上述問題，提供一種基于邊緣計算的無人機巡檢圖像實時識別方法及系統。

本發明的技術方案是：

一種基于邊緣計算的無人機巡檢圖像實時識別方法，包括：

S1、控制室服務器調用服務器數據庫為現場的無人機提供現場的輸電線路與桿塔的地理信息、巡檢信息、歷史的安裝與維護記錄數據，各條線路維護的班組結合巡視計劃制定巡檢計劃，由班長進行審核確認，服務器利用班長工作臺的命令下達到數據采集及處理模塊；

S2、無人機巡檢，根據服務器端給出的巡檢計劃通過云臺控制攝像頭主動跟蹤關注線路和桿塔；

S3、無人機利用數據采集及處理模塊通過邊緣計算算法，將攝像頭現場采集的輸電線路和桿塔的圖像進行識別和處理后將本次巡檢線路缺陷的結果傳輸給服務器端記錄，并通過服務器端自動將本次巡檢缺陷的結果發送至線路巡檢人員及管理人員，并根據缺陷的嚴重程度指導巡檢人員快速準確處理出現的問題，由工區指派檢修班組前去維修，形成智能巡檢閉環流程。

進一步的，所述的數據采集及處理模塊，包含機載嵌入式邊緣計算核心板基于XILINX MPSoC全可編程處理器，DSP和神經網絡計算模塊包含4核

Cortex-A53+FPGA+GPU+VideoCodec，能實現圖像處理和邊緣神經網絡計算，同時搭配以太網模塊進行進行圖傳、網絡傳輸模塊進行網絡數據傳輸。

進一步的，所述步驟S2中主動跟蹤是通過以下步驟實現的：

S2.1無人機起飛后，圍繞桿塔范圍3-10米距離飛行，利用GPS配合RTK實現厘米級定位；懸停時無人機在10-50厘米范圍內調整最佳拍攝角度；

S2.2到達一個航點后，攝像頭進行大范圍掃描，數據采集及處理模塊啟動桿塔識別神經網絡，先識別離無人機最近的桿塔位置，從視頻流中識別桿塔的類型、朝向、坐標、高度，識別速度為每秒鐘10-20幀。

S2.3識別完桿塔后，利用邊緣計算算法，把每一幀內的桿塔剪切出來，使除桿塔以外的雜物過濾干凈。

進一步，所述步驟S3中邊緣計算算法：