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； 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； 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； 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； 去雾霾处理设备，位于所述航拍摄像机和所述设备辨认系统之间，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； 所述去雾处理设备包括: 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； 整体大气光值获取子设备，与所述航拍摄像机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；大气散射光值获取子设备，与所述航拍摄像机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素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和O中的最大值作为每一个像素的大气散射光值； 介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将I减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率； 清晰化图像获取子设备，与所述航拍摄像机、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将I减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述输电设备图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述输电设备图像中每一个像素的像素值包括所述输电设备图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成去雾输电设备图像； 所述设备辨认系统与所述去雾处理设备和所述移动硬盘分别连接，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；所述对比度增强设备与所述去雾处理设备连接，用于对所述去雾输电设备图像进行对比度增强处理，获得增强图像；所述灰度化处理设备与所述对比度增强设备连接，用于对所述增强图像进行灰度化处理，获得灰度图像；所述中值滤波设备与所述灰度化处理设备连接，用于对所述灰度图像进行中值滤波，以去掉灰度图像中的噪声点，获得滤波图像；所述图像腐蚀膨胀处理设备与所述中值滤波设备连接，用于对所述滤波图像依次进行图像腐蚀处理和图像膨胀处理，以去掉滤波图像中因为光线形成的亮点并平滑滤波图像中输电设备的边界，获得腐蚀膨胀处理后的图像；所述小波分解设备与所述图像腐蚀膨胀处理设备和所述移动硬盘分别连接，对腐蚀膨胀处理后的图像进行一层Harr小波分解，将获得的4个分解子图的小波分解系数组成实时一层小波系数集，将实时一层小波系数集与各个种类的输电设备的一层小波系数集逐一匹配，匹配失败则输出无输电设备信号，匹配成功则输出存在输电设备信号并将匹配到的输电设备的种类作为所述去雾输电设备图像内输电设备的种类输出； 所述无线收发器件包括第一无线网卡和第二无线网卡，第一无线网卡用于无线接收供电单位管理平台发送的控制指令，所述控制指令中包括即将拍摄的地面上的输电设备所在位置的目的GPS数据和目的拍摄高度，第二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； 其中，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。
3.如权利要求2所述的位于无人机上的输电设备辨认平台，其特征在于: 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。
4.如权利要求3所述的位于无人机上的输电设备辨认平台，其特征在于: 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。
5.如权利要求3所述的位于无人机上的输电设备辨认平台，其特征在于: 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。
6.如权利要求2所述的位于无人机上的输电设备辨认平台，其特征在于: 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。
7.如权利要求2所述的位于无人机上的输电设备辨认平台，其特征在于: 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。
【专利摘要】本发明涉及一种位于无人机上的输电设备辨认平台，包括航拍摄像机、设备辨认系统、无线收发器件和飞思卡尔IMX6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。本发明还使用了去雾霾处理设备以克服雾霾天气对图像的影响。通过本发明，即使在雾霾天气下也能够准确、快速、实时地从空中识别出各种输电设备的类型。
【IPC分类】G06T5-00, H04N7-18
【公开号】CN104735423
【申请号】CN201510155335
【发明人】不公告发明人
【申请人】无锡桑尼安科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月2日