位于无人机上的输电设备辨认平台的制作方法_2

文档序号:8415963阅读:来源:国知局
无线网卡用于将带有标记的图像无线发送到供电单位管理平台;所述飞思卡尔頂X6处理器与所述航拍摄像机、所述去雾处理设备、所述GPS定位器、所述高度传感设备、所述设备辨认系统和所述无线收发器件分别连接,将所述实时定位数据、所述实时高度和所述去雾输电设备图像内输电设备的种类都标记到所述去雾输电设备图像上以获得带有标记的图像,将带有标记的图像发送到所述无线收发器件的第二无线网卡,所述飞思卡尔頂X6处理器在接收到高度检测失败信号或无输电设备信号时,将高度检测失败信号或无输电设备信号发送到所述无线收发器件的第一无线网卡以便于所述第一无线网卡转发到供电单位管理平台;其中,所述飞思卡尔頂X6处理器根据所述实时定位数据、所述实时高度、所述目的GPS数据和所述目的拍摄高度调整发送到无人机驱动机构的驱动信号,以便于所述无人机驱动机构根据所述驱动信号调整无人机的飞行姿态;所述第一无线网卡采用TCP传输协议,所述第二无线网卡采用UDP传输协议。
[0008]更具体地,在所述位于无人机上的输电设备辨认平台中:将对比度增强设备、灰度化处理设备、中值滤波设备、图像腐蚀膨胀处理设备和小波分解设备分别采用不同的FPGA芯片来实现。
[0009]更具体地,在所述位于无人机上的输电设备辨认平台中:将对比度增强设备、灰度化处理设备、中值滤波设备、图像腐蚀膨胀处理设备和小波分解设备集成在一块集成电路板上。
[0010]更具体地,在所述位于无人机上的输电设备辨认平台中:对比度增强设备、灰度化处理设备、中值滤波设备、图像腐蚀膨胀处理设备和小波分解设备所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix-7系列。
[0011]更具体地,在所述位于无人机上的输电设备辨认平台中:将对比度增强设备、灰度化处理设备、中值滤波设备、图像腐蚀膨胀处理设备和小波分解设备集成在同一块FPGA芯片中。
[0012]更具体地,在所述位于无人机上的输电设备辨认平台中:所述各个种类的输电设备包括各个型号的输电塔、各个型号的绝缘子和各个型号的防震锤。
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
[0014]图1为根据本发明实施方案示出的位于无人机上的输电设备辨认平台的结构方框图。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的位于无人机上的输电设备辨认平台的实施方案进行详细说明。
[0016]无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称,从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。无人机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。
[0017]无人机灵活、机动、低成本的特点也吸引了电力监管部门的注意。对于电力监管部门来说,其下属的输电网络的各个输电设备分布在不同地形的大范围区域内,如果通过人工检查的方式,势必耗时耗力,而改用无人机空中检查的方式,就能提高检查的效率,降低检查的成本。
[0018]为了发现外观缺损的输电设备以便于后期的及时维护,首先需要识别输电设备的类型,然后以输电设备的类型为出发点,判断当前检查的输电设备是否与基准输电设备外观一致,不一致则需要及时维护。这里,输电设备类型的确定是一个难题,由于无人机传回了大量的输电设备图像,采用人工检查的方式则工作效率不高,现有技术中的一些电子识别模式也出现识别精度差的问题。
[0019]另外,现有技术中的电子识别模式无法克服雾霾天气对图像的不利影响,这样,容易在雾霾天气严重的情况下,对模糊不清的输电设备图像无法精确识别出其中的输电设备类型。
[0020]为此,本发明搭建了一种位于无人机上的输电设备辨认平台,基于输电设备的特点,定制了包括对比度增强设备、灰度化处理设备、中值滤波设备、图像腐蚀膨胀处理设备和小波分解设备的多种图像处理部件对无人机拍摄的输电设备图像进行高精度的类型识另IJ,核心是基于不同类型输电设备的小波特征值不同而采用了小波特征值匹配的模式进行输电设备类型的识别,同时,增加了去雾处理设备以有效地实现在雾霾天气下对输电设备图像的清晰化处理。
[0021]在晴朗天气下,位于无人机上的输电设备辨认平台的结构方框图可如下设计,所述平台包括航拍摄像机、设备辨认系统、无线收发器件和飞思卡尔頂X6处理器,所述航拍摄像机对地面上的输电设备进行拍摄,以获得输电设备图像,所述设备辨认系统对所述输电设备图像进行图像处理,以识别所述输电设备图像内输电设备的种类,所述飞思卡尔IMX6处理器与所述设备辨认系统和所述无线收发器件分别连接,将所述输电设备的种类通过所述无线收发器件无线发送到远端的供电单位管理平台。
[0022]在雾霾天气下,位于无人机上的输电设备辨认平台的结构方框图可如图1所示进行设计,以下,对雾霾天气下设计的位于无人机上的输电设备辨认平台的具体结构进行进一步的说明。
[0023]相对于在晴朗天气下的平台,图1所示的平台还包括:供电电源,包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器,所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接,根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电,所述电压转换器与所述切换开关连接,以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。
[0024]图1所示的平台还包括:移动硬盘,用于预先存储预设高度范围、预设气压高度权重和预设无线电高度权重,还用于预先存储各个种类的输电设备的一层小波系数集,每一个种类的输电设备的一层小波系数集由对每一个种类的基准输电设备图像进行一层Harr小波分解获得的4个分解子图的小波分解系数组成,所述每一个种类的基准输电设备图像为对每一个种类的基准输电设备进行预先拍摄所获得的图像,所述4个分解子图的小波分解系数分别为一个平滑子图的小波分解系数、一个水平子图的小波分解系数、一个垂直子图的小波分解系数和一个斜向子图的小波分解系数,平滑子图的小波分解系数为概貌系数,其余三个分解子图的小波分解系数都是细节系数。
[0025]图1所示的平台还包括:GPS定位器,与GPS导航卫星连接,用于接收无人机所在位置的实时定位数据。
[0026]图1所示的平台还包括:高度传感设备,与所述移动硬盘连接,包括气压高度传感器、无线电高度传感器和微控制器;所述气压高度传感器用于根据无人机附近的气压变化,检测无人机所在位置的实时气压高度;所述无线电高度传感器包括无线电发射机、无线电接收机和单片机,所述单片机与所述无线电发射机和所述无线电接收机分别连接,所述无线电发射机向地面发射无线电波,所述无线电接收机接收地面反射的无线电波,所述单片机根据所述无线电发射机的发射时间、所述无线电接收机的接收时间和无线电波传播速度计算无人机的实时无线电高度,所述无线电波传播速度为光速;所述微控制器与所述气压高度传感器、所述无线电高度传感器和所述移动硬盘分别连接,当所述实时气压高度和所述实时无线电高度的差在所述预设高度范围时,基于所述预设气压高度权重、所述预设无线电高度权重、所述实时气压高度和所述实时无线电高度计算并输出所述实时高度,当所述实时气压高度和所述实时无线电高度的差不在所述预设高度范围时,输出高度检测失败信号。
[0027]图1所示的平台还包括:去雾霾处理设备5,位于所述航拍摄像机I和所述设备辨认系统2之间,用于接收所述输电设备图像,对所述输电设备图像进行去雾处理以获得去雾输电设备图像,替换所述输电设备图像,将所述去雾输电设备图像输入所述设备辨认系统以进行图像处理以识别所述去雾输电设备图像内输电设备的种类。
[0028]所述去雾处理设备5包括:雾霾浓度检测子设备,位于空气中,用于实时无人机所在位置的雾霾浓度,并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度,所述雾霾去除强度取值在O到I之间。
[0029]所述去雾处理设备5包括:整体大气光值获取子设备,与所述航拍摄像机I连接以获得所述输电设备图像,计算所述输电设备图像中每一像素的灰度值,将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值。
[0030]所述去雾处理设备5包括:大气散射光值获取子设备,与所述航拍摄像机I和所述雾霾浓度检测子设备分别连接,对所述输电设备图像的每一个像素,提取其R,G,B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值,使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF(edge-preserving gaussian filter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值,将目标像素值减去滤波目标像
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1