位于无人机上的输电设备辨认平台的制作方法_3

文档序号:8415963阅读:来源:国知局
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。
[0031]所述去雾处理设备5包括: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。
[0032]所述去雾处理设备5包括:清晰化图像获取子设备,与所述航拍摄像机1、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。
[0033]所述设备辨认系统2与所述去雾处理设备5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5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。
[0034]所述无线收发器件3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。
[0035]所述飞思卡尔頂X6处理器4与所述航拍摄像机1、所述去雾处理设备5、所述GPS定位器、所述高度传感设备、所述设备辨认系统2和所述无线收发器件3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3的第二无线网卡,所述飞思卡尔頂X6处理器4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3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。
[0036]其中,所述飞思卡尔頂X6处理器4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。
[0037]其中,可选地,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;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;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;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;以及所述各个种类的输电设备可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。
[0038]另外,雾霾图像可以通过一系列图像处理设备实现图像的去雾霾化,以获得清晰化的图像,提高图像的能见度。这些图像处理设备分别执行不同的图像处理功能,基于雾霾形成的原理,达到去除雾霾的效果。雾霾图像的清晰化处理对于军用和民用领域都具有极大的应用价值,军用领域包括军事国防、遥感导航等,民用领域包括道路监测、目标跟踪和自动驾驶等。
[0039]雾霾图像形成的过程可以用大气衰减过程来描绘,在雾霾图像和实际图像即清晰化图像之间的关系可用整体大气光值和每一个像素的介质传输率来表述,即在已知雾霾图像的情况下,根据整体大气光值和每一个像素的介质传输率,可以求解出清晰化图像。
[0040]对于整体大气光值和每一个像素的介质传输率的求解都存在一些有效且经过验证的手段,例如,对于每一个像素的介质传输率,需要获得整体大气光值和每一个像素的大气散射光值,而每一个像素的大气散射光值可在对每一个像素在雾霾图像中的像素值进行两次保持边缘的高斯平滑滤波而获得,其间,雾霾去除的强度可调;而整体大气光值的获得方式有两种,一种方式是,可通过获取雾霾图像的黑色通道(即在雾霾图像中使得一些像素的黑色通道值非常低,黑色通道为R,G,B三颜色通道中的一种),在雾霾图像中,通过寻找黑色通道像素值偏大的多个像素中寻找灰度值最大的像素来获得,即将寻找到的、灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值,参与雾霾图像中每一个像素的清晰化处理;另夕卜,整体大气光值也可通过以下方式获得:计算雾霾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。
[0041]具体的雾霾图像和实际图像即清晰化图像之间的关系,以及各个参数之间的关系可参见以上内容。
[0042]通过对雾霾图像形成原理的探讨,搭建了雾霾图像和清晰化图像之间的关系,用多个参数表示这种关系,随后通过获得的多个参数值和雾霾图像即可还原获得清晰度较高的图像,由于参数的获得借用了一些统计手段和经验手段,因此所述清晰度较高的图像不可能完全等同于实际图像,但已经具有相当程度的去雾霾效果,为雾霾天气下的各个领域作业提供有效保障。
[0043]采用本发明的位于无人机上的输电设备辨认平台,针对现有无人机输电设备识别机制效率低下、精度不高且无法克服雾霾天气影响的技术问题,研制了一种基于输电设备小波特征值匹配为核心的输电设备类型识别模式,围绕该识别模式搭建了一个由多种定制的图像处理部件组成的输电设备辨认平台,还在输电设备辨认平台中增加了双网卡通信接口、高精度高度传感器等电子部件,更重要的是,高精度去雾处理设备的引入保证该平台在雾霾严重的天气下也能正常工作,从而全面提高了输电设备无人机识别的可靠性。
[0044]可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种位于无人机上的输电设备辨认平台,其特征在于,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,所述飞思卡尔頂X6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。
2.如权利要求1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
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