无人机电力巡检图像采集及处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无人机电力巡检图像采集及处理系统，该系统包括：安装在无人机内的图像采集装置(17)和设置在地面监控中心的图像处理系统(18)；其中，图像采集装置(17)包括：控制处理模块(1)、电源模块(2)、可见光摄像头(3)、红外热成像仪(4)、激光测距仪(5)、无线通信模块(6)、数据存储模块(7)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(10)；图像处理系统(18)包括：地面通信模块(11)、图像处理模块(12)、图像识别模块(13)、图像信息显示模块(14)、图像信息存储模块(15)和状态监控模块(16)。与现有技术相比，本实用新型可有效提高无人机电力巡检图像和视频数据的处理效率和缺陷识别的准确度，减轻人工筛查的负担，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
无人机电力巡检图像采集及处理系统
技术领域
[0001]本实用新型属于图像处理领域，涉及一种图像采集与处理系统，具体为一种无人机电力巡检图像采集及处理系统。
【背景技术】
[0002]随着电网的日益扩大，巡线的工作量也日益加大。无人机应用在输电线路巡检中，可以提高巡线的效率，减轻电力服务人员的工作负荷，减少人工巡检可能发生的危险的机率，降低电力设备的维护成本，提高电网的安全性和可靠性。
[0003]无人机巡检后会产生大量的图像和视频数据，对于数据的处理目前存在较大的困难。巡检影像数据的整理需要消耗较长的时间，在目前人员现状条件下，对数据处理的效率极为底下，特别是无人机作业人员中具备丰富线路运维经验的人员较少，造成缺陷识别的效率和准确度较低。
[0004]目前，基于无人机航拍图像的输电线路设备状态检测技术尚处于起步阶段。图像处理技术在输电线路巡检中的应用时间尚短，研究成果较少，目前主要集中在图像采集的稳定性和提高图像拍摄的效果上，涉及输电线路设备图像的识别方面的研究很少。
【实用新型内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:如何有效地提高无人机电力巡检图像和视频数据的处理效率和缺陷识别的准确度。
[0007](二)技术方案
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无人机电力巡检图像采集及处理系统，该系统包括:安装在无人机内的图像采集装置和设置在地面监控中心的图像处理系统。其中，图像采集装置包括:控制处理模块、电源模块、可见光摄像头、红外热成像仪、激光测距仪、无线通信模块、数据存储模块、GIS信息模块、GPS导航模块和高度计；图像处理系统包括:地面通信模块、图像处理模块、图像识别模块、图像信息显示模块、图像信息存储模块和状态监控模块。
[0009]其中，所述无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。
[0010]其中，所述控制处理模块，用于采集和处理各功能模块的数据。
[0011]其中，所述电源模块，采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源。
[0012]其中，所述可见光摄像头，用于完成无人机输电线路白天巡检图像和视频数据的米集。
[0013]其中，所述红外热成像仪，用于完成输电线路设备发热图像的采集。
[0014]其中，所述激光测距仪，用于测量无人机与输电线路设备的距离。
[0015]其中，所述无线通信模块，用于传输各功能模块的数据，接收状态监控模块的控制指令。
[0016]其中，所述数据存储模块，用于存储各功能模块的数据，对存储的图片进行唯一性的命名。
[0017]其中，所述GIS信息模块，用于采集巡检图像中输电线路设备的地理位置、行政区域和地形状况信息。
[0018]其中，所述GPS导航模块，通过串口与控制处理模块相连，用于完成无人机GPS信息的接收和解析。
[0019]其中，所述高度计，通过串口与控制处理模块相连接，用于测量无人机的飞行高度。
[0020]其中，所述地面通信模块，用于接收无线通信模块传输的数据，传输状态监控模块的控制指令。
[0021]其中，所述图像处理模块，用于读取地面通信模块接收的图像数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查。
[0022]其中，所述状态监控模块，接收地面通信模块传输的各功能模块的数据，与图像识别模块进行交互，根据图像识别模块反馈的图像拍摄效果，对可见光摄像头和红外热成像仪发送控制指令，进行实时姿态调整和校正。
[0023]其中，所述图像识别模块，对图像处理模块处理完成的图像进行识别，筛选出含有设备缺陷的图像;接收状态监控模块传输的各功能模块的数据，确定图像拍摄的GPS位置，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配，确定是否为对应的输电线路设备，若匹配结果为否，将匹配结果反馈给状态监控模块。
[0024]其中，所述图像信息显示模块，用于显示图像识别模块匹配完成的图像信息，实现人机交互。
[0025]其中，所述图像信息存储模块，用于存储图像识别模块匹配完成的图像信息，以备后期调用。
[0026](三)有益效果
[0027]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:本实用新型通过对巡检图像的快速识别可有效实现输电线路设备的定位和设备缺陷的识别;通过对可见光摄像头和红外热成像仪的实时姿态调整和校正，可有效提高图像的拍摄效果；同时，可对巡检图像进行筛选，减轻人工筛查的负担，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型实施例的无人机电力巡检图像采集及处理系统的总体结构图。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型提出的无人机电力巡检图像采集及处理系统，结合附图和实施例详细说明如下。
[0030]如图1所示，本实用新型无人机电力巡检图像采集及处理系统包括安装在无人机内的图像采集装置17和设置在地面监控中心的图像处理系统18。其中，图像采集装置17包括控制处理模块1、电源模块2、可见光摄像头3、红外热成像仪4、激光测距仪5、无线通信模块6、数据存储模块7、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10。图像处理系统18包括地面通信模块U、图像处理模块12、图像识别模块13、图像信息显示模块14、图像信息存储模块15和状态监控模块16。
[0031]本实用新型所涉及的无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。
[0032]控制处理模块I用于采集和处理可见光摄像头3、红外热成像仪4、激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据。电源模块2采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源。可见光摄像头3用于完成无人机输电线路白天巡检图像和视频数据的采集。红外热成像仪4用于完成输电线路设备发热图像的采集。激光测距仪5用于测量无人机与输电线路设备的距离。无线通信模块6用于传输可见光摄像头3、红外热成像仪4、激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据，接收状态监控模块16的控制指令。数据存储模块7用于存储各功能模块3、4、5、8、9和10的数据，对存储的图片进行唯一性的命名。GIS信息模块8用于采集巡检图像中输电线路设备的地理位置、行政区域和地形状况信息。GPS导航模块9通过串口与控制处理模块I相连，用于完成无人机GPS信息的接收和解析。高度计10通过串口与控制处理模块I相连接，用于测量无人机的飞行高度。
[0033]地面通信模块11用于接收无线通信模块6传输的数据，传输状态监控模块16的控制指令。图像处理模块12用于读取地面通信模块11接收的图像数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查。状态监控模块16接收地面通信模块11传输的激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据，与图像识别模块13进行交互，根据图像识别模块13反馈的图像拍摄效果，对可见光摄像头3和红外热成像仪4发送控制指令，进行实时姿态调整和校正。
[0034]图像识别模块13对图像处理模块12处理完成的图像进行识别，筛选出含有设备缺陷的图像;接收状态监控模块16传输的激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据，确定图像拍摄的GPS位置，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配，确定是否为对应的输电线路设备，若匹配结果为否，则将匹配结果反馈给状态监控模块16。图像信息显示模块14，用于显示图像识别模块13匹配完成的图像信息，实现人机交互。图像信息存储模块15，用于存储图像识别模块13匹配完成的图像信息，以备后期调用。
[0035]本实用新型的无人机电力巡检图像采集及处理系统的工作过程如下:
[0036]控制处理模块I采集和处理可见光摄像头3、红外热成像仪4、激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据，存储在数据存储模块7中，经无线通信模块6发送至地面监控中心的图像处理系统，地面通信模块11接收无线通信模块6传输的数据。图像处理模块12读取地面通信模块11接收的图像数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查，状态监控模块16接收地面通信模块11传输的激光测距仪5、GIS信息模块8、GPS导航模块9和高度计10各功能模块的数据，图像处理模块12的处理结果和状态监控模块16接收的数据同时发送至图像识别模块13。图像识别模块13对图像进行识别，筛选出含有设备缺陷的图像，匹配图像的GPS位置和GIS信息，确定是否为对应的输电线路设备，若匹配结果为否，则反馈给状态监控模块16。状态监控模块16对可见光摄像头3和红外热成像仪4进行实时姿态调整和校正;否则，将匹配结果发送至图像信息显示模块14显示，并存储在图像信息存储模块15中，以备后期调用。
[0037]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种无人机电力巡检图像采集及处理系统，其特征在于，该系统包括: 安装在无人机内的图像采集装置(17)和设置在地面监控中心的图像处理系统(18); 其中，图像采集装置(17)包括:控制处理模块(I)、电源模块(2)、可见光摄像头(3)、红外热成像仪(4)、激光测距仪(5)、无线通信模块(6)、数据存储模块(7)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(10); 图像处理系统(18)包括:地面通信模块(11)、图像处理模块(12)、图像识别模块(13)、图像信息显示模块(14)、图像信息存储模块(15)和状态监控模块(16)。2.如权利要求1所述的无人机电力巡检图像采集及处理系统，其特征在于，所述无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。3.如权利要求1所述的无人机电力巡检图像采集及处理系统，其特征在于，所述控制处理模块(I)用于采集和处理可见光摄像头(3)、红外热成像仪(4)、激光测距仪(5)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(1)各功能模块的数据； 所述电源模块(2)，采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源； 所述可见光摄像头(3)，用于完成无人机输电线路白天巡检图像和视频数据的采集； 所述红外热成像仪(4)，用于完成输电线路设备发热图像的采集； 所述激光测距仪(5)，用于测量无人机与输电线路设备的距离； 所述无线通信模块(6)，用于传输可见光摄像头(3)、红外热成像仪(4)、激光测距仪(5)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(1)各功能模块的数据，接收状态监控模块(16)的控制指令； 所述数据存储模块(7)，用于存储可见光摄像头(3)、红外热成像仪(4)、激光测距仪(5)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(10)各功能模块的数据，对存储的图片进行唯一^性的命名； 所述GIS信息模块(8)，用于采集巡检图像中输电线路设备的地理位置、行政区域和地形状况信息； 所述GPS导航模块(9)，通过串口与控制处理模块(I)相连，用于完成无人机GPS信息的接收和解析； 所述高度计(10)，通过串口与控制处理模块(I)相连接，用于测量无人机的飞行高度。4.如权利要求1所述的无人机电力巡检图像采集及处理系统，其特征在于，所述地面通信模块(11)，用于接收无线通信模块(6)传输的数据，传输状态监控模块(16)的控制指令； 所述图像处理模块(12)，用于读取地面通信模块(11)接收的图像数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查； 所述状态监控模块(16)，接收地面通信模块(11)传输的激光测距仪(5)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(10)各功能模块的数据，与图像识别模块(13)进行交互，根据图像识别模块(13)反馈的图像拍摄效果，对可见光摄像头(3)和红外热成像仪(4)发送控制指令，进行实时姿态调整和校正； 所述图像识别模块(13)，对图像处理模块(12)处理完成的图像进行识别，筛选出含有设备缺陷的图像;接收状态监控模块(16)传输的激光测距仪(5)、GIS信息模块(8)、GPS导航模块(9)和高度计(10)各功能模块的数据，确定图像拍摄的GPS位置，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配，确定是否为对应的输电线路设备，若匹配结果为否，则将匹配结果反馈给状态监控模块(16); 所述图像信息显示模块(14)，用于显示图像识别模块(13)匹配完成的图像信息，实现人机交互； 所述图像信息存储模块(15)，用于存储图像识别模块(13)匹配完成的图像信息，以备后期调用。
【文档编号】G05D1/10GK205581646SQ201620232233
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】台海江, 杨丁
【申请人】天津中翔腾航科技股份有限公司