一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置及方法與流程

本發明創造屬于電力檢測領域，尤其是涉及一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置及方法。

背景技術：

電力系統有別于其他行業，維護不能隨意中斷生產，這就要在事故發生之前做好充分的預測—在事故發生之前解決故障，重點是輸電線路的預防性巡檢工作。輸電線路負擔高電壓大電流的長期工作，近年來隨著全球變暖惡劣氣象天候頻發，對電網安全運行構成越來越大的危險。

目前國內應對電網檢測主要采用人工巡線，雇傭當地居民做巡檢員，并少量實驗采用直升機等現代化手段進行巡線，巡檢員定期巡視高壓線路，這項工作是異常艱難的，巡檢員的勞動強度，護線員的責任心和護線能力的參差不齊，野外作業的艱苦和某些線路桿塔高度過高等問題都使桿塔缺陷檢測效果難以保證，巡檢周期長(1～10周)，導致線路狀態監管缺位，這些都給輸電線路安全留下隱患。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種利用圖像識別技術針對輸電桿塔的缺陷進行分析的基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置及方法。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置，所述的輸電桿塔缺陷分析裝置設置在地面工作站內，與無人機采集裝置連接，其特征在于：所述的輸電桿塔缺陷分析裝置主要由視頻采集單元、視頻處理單元、規則設置單元、篩選單元、分析單元和處理單元依次連接。

進一步，所述的無人機采集裝置應在無霧或者無雨或者無雪的正常天氣環境下工作。

進一步，所述的無人機的視頻采集裝置為sj6000系列航拍攝像機。

進一步，所述的無人機的視頻采集裝置還包括紅外熱成像儀，采集紅外熱能圖像，突出高溫目標區域。

進一步，一種應用如基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置的方法，包括如下步驟：

(1)視頻采集，安裝在無人機上的視頻采集裝置根據地面工作站遠程

控制進行視頻采集，然后通過無人機上的zigbee傳輸裝置將視頻

數據傳輸到地面工作站的服務器中；

(2)視頻處理，將視頻文件進行統一轉碼并剪輯為同一格式的圖象文

件目錄，后經過加工處理保存為最新圖像文件目錄。

(3)圖象識別規則設置，即對圖像文件的桿塔背景、局部色調、局部

灰度、采集距地高度、目標區域、靜態屬性進行識別設置，保存

并形成識別規則，當監控位置變化后，報警規則需要重新設置；

(4)圖像比對篩選，對上述步驟(3)設定的圖像識別規則對圖像文件

目錄進行篩選分析，如符合判別規則將圖片文件保存到缺陷分析

目錄中，作為缺陷分析對比圖；

(5)缺陷比對分析，將步驟(4)所述的缺陷分析對比圖按照采集距地

高度排列進行提取，與底圖進行對比分析，標注目標區域內的缺

陷，同時點擊圖片可并列查看底圖與對比圖像及分析信息；若有

誤報，進行忽略指令，同時對對比圖標注，并保存覆蓋底圖；

(6)桿塔缺陷處理，監控人員針對缺陷對比圖開展進一步分析，若人

工判斷為故障處，遠程感應遙控無人機到達所述的桿塔高度，并

通過無人機上的熒光標記裝置對桿塔進行缺陷標記。

進一步，所述的步驟(2)中的加工處理為，對圖像文件使用光滑濾波，并對色階、灰度、亮度和紋理特征進行圖像配準。

進一步，所述的底圖為正常工作條件下，符合識別規則設置的無缺陷桿塔結構圖象文件。

相對于現有技術，本發明創造所述的一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置及方法具有以下優勢：

本發明創造利用航拍器對輸電桿塔進行高度、維度的全方面的檢測以及故障分析，能夠實現全自動巡檢；通過無人機-地面工作站的點對點通信方式，將信息輸入到本發明創造，如發現缺陷，立即進行預警，并可以通過遙控無人機對卻顯出進行標注，以便維修人員及時維護，同時整個分析過程具有準確化和高速化的優點，在無人值守條件下，亦可進行完整運作；本發明創造可持續運行，可維護，可與新技術結合進行更新，能夠實現長期持續工作。

附圖說明

構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明創造實施例所述的結構示意圖；

圖2為本發明創造實施例所述的工作流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。

一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析裝置，包括無人機采集裝置和地面工作站，所述的無人機采集裝置與地面工作站連接，其特征在于：所述的輸電桿塔缺陷分析裝置主要由視頻采集單元、視頻處理單元、規則設置單元、篩選單元、分析單元和處理單元依次連接。

所述的無人機采集裝置應在無霧或者無雨或者無雪的正常天氣環境下工作。

所述的無人機的視頻采集裝置為sj6000系列航拍攝像機。

所述的無人機的視頻采集裝置還包括紅外熱成像儀，采集紅外熱能圖像，突出高溫目標區域。

一種基于無人機巡檢的輸電桿塔缺陷分析方法，包括如下步驟：

(1)視頻采集，安裝在無人機上的視頻采集裝置根據地面工作站遠程控制進行視頻采集，然后通過無人機上的zigbee傳輸裝置將視頻數據傳輸到地面工作站的服務器中；

(2)視頻處理，將視頻文件進行統一轉碼并剪輯為同一格式的圖象文件目錄，后經過加工處理保存為最新圖像文件目錄；

(3)圖象識別規則設置，即對圖像文件的桿塔背景、局部色調、局部灰度、采集距地高度、目標區域、靜態屬性進行識別設置，保存并形成識別規則，當監控位置變化后，報警規則需要重新設置；

(4)圖像比對篩選，對上述步驟(3)設定的圖像識別規則對圖像文件目錄進行篩選分析，如符合判別規則將圖片文件保存到缺陷分析目錄中，作為缺陷分析對比圖；

(5)缺陷比對分析，將步驟(4)所述的缺陷分析對比圖按照采集距地高度排列進行提取，與底圖進行對比分析，標注目標區域內的缺陷，同時點擊圖片可并列查看底圖與對比圖像及分析信息；若有誤報，進行忽略指令，同時對對比圖標注，并保存覆蓋底圖；

(6)桿塔缺陷處理，監控人員針對缺陷對比圖開展進一步分析，若人工判斷為故障處，遠程感應遙控無人機到達所述的桿塔高度，并通過無人機上的熒光標記裝置對桿塔進行缺陷標記。

所述的步驟(2)中的加工處理為，對圖像文件使用光滑濾波，

并對色階、灰度、亮度和紋理特征進行圖像配準。

所述的底圖為正常工作條件下，符合識別規則設置的無缺陷桿塔結構圖象文件。

本發明在原有無人機巡檢監控系統基礎上，無需改造采集裝置，增加缺陷分析裝置及方法，利用圖像識別技術對監控裝置采集的數據進行分析，經分析結果及時預警給監控人員，提高監控智能水平和監控質量、及時性、準確性、增強輸電線路的使用壽命。

安裝在無人機上的視頻采集裝置通過zigbee傳輸不少于30分鐘的視頻數據文件至地面工作站，工作站通過本發明創造將最新圖片與歷史圖片比對分析，并發出預警，及時標注，然后將缺陷分析信息通過短信轉發給維修人員，通過直接覆蓋底圖的方式可以不斷提高本發明創造的準確率。

以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。