位于無人機上的輸電設備辨認平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電設備管理領域，尤其涉及一種位于無人機上的輸電設備辨認平臺O
【背景技術】
[0002]隨著無人機技術的日趨成熟和航空攝影技術的進一步拓展，在軍用無人機應用領域上，無人機常用于偵查監(jiān)視等形式的作戰(zhàn)支援，更關鍵的是，民用無人機的應用領域也日益廣泛，包括:攝影測量、應急救災、公共安全、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、自然災害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、林火病蟲害防護與監(jiān)測等。
[0003]利用無人機進行輸電的各種輸電設備檢查，以便于供電單位發(fā)現問題并及時維護，保證輸電網絡的正常運行。無人機檢查方式具有高效、快捷、可靠、成本低、不受地域影響的優(yōu)點，但現有技術中通常是將無人機拍攝的輸電設備圖像實時發(fā)送到電力監(jiān)管部門的供電單位管理平臺，以待電力監(jiān)管部門對接收到的輸電設備圖像進行逐幀的人工觀察和判斷，以確定輸電設備的類型，為后續(xù)判斷輸電設備是否外觀缺損，是否需要進行維護提供數據基礎，這種輸電設備識別方式需要人工處理海量的視頻圖像，工作效率低、實時性差，即使存在一些輸電設備類型的電子識別方式，識別模式也較為落后，效果不佳，而且現有技術中的無人機拍攝的輸電設備圖像在霧霾嚴重的天氣環(huán)境下模糊不清，難于進行輸電設備的種類辨識。
[0004]因此，需要一種新的輸電設備辨認平臺，能夠對無人機拍攝的輸電設備圖像進行有針對性的類型檢查，這種新的辨認平臺能整合到無人機的電子設備中，同時，能夠克服各種霧霾天氣下對輸電設備圖像的不利影響，從而在提高無人機整體性的同時保證了無人機輸電設備檢查的效率和精度。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種位于無人機上的輸電設備辨認平臺，采用包括對比度增強設備、灰度化處理設備、中值濾波設備、圖像腐蝕膨脹處理設備和小波分解設備的多種圖像處理部件對無人機拍攝的輸電設備圖像進行高精度的類型識別，并使用兩個無線通信網卡以避免無人機收發(fā)的數據被干擾，這種輸電設備辨認平臺能夠集成到無人機的電子設備中，更關鍵的是，能夠根據大氣衰減模型確定霧霾對圖像的影響因素，對霧霾天氣下采集的輸電設備圖像進行去霧處理，獲得清晰的輸電設備圖像，從而保障在惡劣天氣下也能進行輸電設備種類的準確辨認。
[0006]根據本發(fā)明的一方面，提供了一種位于無人機上的輸電設備辨認平臺，包括航拍攝像機、設備辨認系統(tǒng)、無線收發(fā)器件和飛思卡爾頂X6處理器，所述航拍攝像機對地面上的輸電設備進行拍攝，以獲得輸電設備圖像，所述設備辨認系統(tǒng)對所述輸電設備圖像進行圖像處理，以識別所述輸電設備圖像內輸電設備的種類，所述飛思卡爾頂X6處理器與所述設備辨認系統(tǒng)和所述無線收發(fā)器件分別連接，將所述輸電設備的種類通過所述無線收發(fā)器件無線發(fā)送到遠端的供電單位管理平臺。
[0007]更具體地，在所述位于無人機上的輸電設備辨認平臺中，還包括:供電電源，包括太陽能供電器件、蓄電池、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；移動硬盤，用于預先存儲預設高度范圍、預設氣壓高度權重和預設無線電高度權重，還用于預先存儲各個種類的輸電設備的一層小波系數集，每一個種類的輸電設備的一層小波系數集由對每一個種類的基準輸電設備圖像進行一層Harr小波分解獲得的4個分解子圖的小波分解系數組成，所述每一個種類的基準輸電設備圖像為對每一個種類的基準輸電設備進行預先拍攝所獲得的圖像，所述4個分解子圖的小波分解系數分別為一個平滑子圖的小波分解系數、一個水平子圖的小波分解系數、一個垂直子圖的小波分解系數和一個斜向子圖的小波分解系數，平滑子圖的小波分解系數為概貌系數，其余三個分解子圖的小波分解系數都是細節(jié)系數；GPS定位器，與GPS導航衛(wèi)星連接，用于接收無人機所在位置的實時定位數據；高度傳感設備，與所述移動硬盤連接，包括氣壓高度傳感器、無線電高度傳感器和微控制器；所述氣壓高度傳感器用于根據無人機附近的氣壓變化，檢測無人機所在位置的實時氣壓高度；所述無線電高度傳感器包括無線電發(fā)射機、無線電接收機和單片機，所述單片機與所述無線電發(fā)射機和所述無線電接收機分別連接，所述無線電發(fā)射機向地面發(fā)射無線電波，所述無線電接收機接收地面反射的無線電波，所述單片機根據所述無線電發(fā)射機的發(fā)射時間、所述無線電接收機的接收時間和無線電波傳播速度計算無人機的實時無線電高度，所述無線電波傳播速度為光速；所述微控制器與所述氣壓高度傳感器、所述無線電高度傳感器和所述移動硬盤分別連接，當所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度的差在所述預設高度范圍時，基于所述預設氣壓高度權重、所述預設無線電高度權重、所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度計算并輸出所述實時高度，當所述實時氣壓高度和所述實時無線電高度的差不在所述預設高度范圍時，輸出高度檢測失敗信號；去霧霾處理設備，位于所述航拍攝像機和所述設備辨認系統(tǒng)之間，用于接收所述輸電設備圖像，對所述輸電設備圖像進行去霧處理以獲得去霧輸電設備圖像，替換所述輸電設備圖像，將所述去霧輸電設備圖像輸入所述設備辨認系統(tǒng)以進行圖像處理以識別所述去霧輸電設備圖像內輸電設備的種類；所述去霧處理設備包括:霧霾濃度檢測子設備，位于空氣中，用于實時無人機所在位置的霧霾濃度，并根據霧霾濃度確定霧霾去除強度，所述霧霾去除強度取值在O到I之間；整體大氣光值獲取子設備，與所述航拍攝像機連接以獲得所述輸電設備圖像，計算所述輸電設備圖像中每一像素的灰度值，將灰度值最大的像素的灰度值作為整體大氣光值；大氣散射光值獲取子設備，與所述航拍攝像機和所述霧霾濃度檢測子設備分別連接，對所述輸電設備圖像的每一個像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF (edge-preservinggaussian filter)對所述目標像素值進行濾波處理以獲得濾波目標像素值，將目標像素值減去濾波目標像素值以獲得目標像素差值，使用EPGF對目標像素差值進行濾波處理以獲得濾波目標像素差值，將濾波目標像素值減去濾波目標像素差值以獲得霧霾去除基準值，將霧霾去除強度乘以霧霾去除基準值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和O中的最大值作為每一個像素的大氣散射光值；介質傳輸率獲取子設備，與所述整體大氣光值獲取子設備和所述大氣散射光值獲取子設備分別連接，將每一個像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將I減去所述除值以獲得每一個像素的介質傳輸率；清晰化圖像獲取子設備，與所述航拍攝像機、所述整體大氣光值獲取子設備和所述介質傳輸率獲取子設備分別連接，將I減去每一個像素的介質傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述輸電設備圖像中每一個像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個像素的介質傳輸率以獲得每一個像素的清晰化像素值，所述輸電設備圖像中每一個像素的像素值包括所述輸電設備圖像中每一個像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應地，獲得的每一個像素的清晰化像素值包括每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成去霧輸電設備圖像；所述設備辨認系統(tǒng)與所述去霧處理設備和所述移動硬盤分別連接，包括對比度增強設備、灰度化處理設備、中值濾波設備、圖像腐蝕膨脹處理設備和小波分解設備；所述對比度增強設備與所述去霧處理設備連接，用于對所述去霧輸電設備圖像進行對比度增強處理，獲得增強圖像；所述灰度化處理設備與所述對比度增強設備連接，用于對所述增強圖像進行灰度化處理，獲得灰度圖像；所述中值濾波設備與所述灰度化處理設備連接，用于對所述灰度圖像進行中值濾波，以去掉灰度圖像中的噪聲點，獲得濾波圖像；所述圖像腐蝕膨脹處理設備與所述中值濾波設備連接，用于對所述濾波圖像依次進行圖像腐蝕處理和圖像膨脹處理，以去掉濾波圖像中因為光線形成的亮點并平滑濾波圖像中輸電設備的邊界，獲得腐蝕膨脹處理后的圖像；所述小波分解設備與所述圖像腐蝕膨脹處理設備和所述移動硬盤分別連接，對腐蝕膨脹處理后的圖像進行一層Harr小波分解，將獲得的4個分解子圖的小波分解系數組成實時一層小波系數集，將實時一層小波系數集與各個種類的輸電設備的一層小波系數集逐一匹配，匹配失敗則輸出無輸電設備信號，匹配成功則輸出存在輸電設備信號并將匹配到的輸電設備的種類作為所述去霧輸電設備圖像內輸電設備的種類輸出；所述無線收發(fā)器件包括第一無線網卡和第二無線網卡，第一無線網卡用于無線接收供電單位管理平臺發(fā)送的控制指令，所述控制指令中包括即將拍攝的地面上的輸電設備所在位置的目的GPS數據和目的拍攝高度，第二