[发明专利]一种基于无人机的水面漂浮物检测方法和无人机

说明书

技术领域

本发明属于目标检测技术领域，具体地说，是涉及一种基于无人机的水面漂浮物检测方法和无人机。

背景技术

社会生产力和科学技术的发展，使海洋收到了来自各方面不同程度的污染和破坏，日益严重的污染给人类的生存和发展带来了极为不利的后果。

根据污染物的性质和毒性，以及对海洋环境造成的危害方式，海洋污染主要包括石油及其产品、重金属和酸碱、农药、有机物质和营养盐类、放射性核素以及固体废物等。

固体废物造成的海洋污染主要有人类的各种物品组成：塑料、橡胶、木木质类等，漂浮在海上带来的危害例如：阻碍海上交通、破坏过往船只、毒害海洋生物、通过食物链伤害人类等等。

近年来，减少固体废物的投放以及对固体废物的打捞处理成为治理海洋污染的一个重要的手段，目前，对于固体废物尤其是塑料的处理办法首选办法是打捞后焚烧发电，但海洋面积广阔，搜寻固体废物的过程费时费力，处理效率并不高。

发明内容

本申请提供了一种基于无人机的水面漂浮物检测方法和无人机，解决现有技术中对海洋固体废弃物的处理效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种基于无人机的水面漂浮物检测方法，包括：接收无人机摄像装置获取的当前水面图像；使用基于背景建模算法建立的背景图像更新当前背景图像；确定所述当前水面图像相对所述当前背景图像的差分图像；基于所述差分图像确定水面漂浮物像素数；基于所述水面漂浮物像素数确定水面漂浮物的面积。

进一步的，在确定水面漂浮物的面积之后，所述方法还包括：判断所述水面漂浮物的面积是否大于预设阈值；若是，记录所述水面漂浮物的位置信息。

进一步的，基于所述差分图像确定水面漂浮物像素数，具体为：获取所述差分图像中一个像素的灰度值；判断所述像素的灰度值是否大于阈值；若是，确定所述灰度值大于所述阈值的像素为水面漂浮物像素；基于确定的水面漂浮物像素得到水面漂浮物像素数。

进一步的，基于所述水面漂浮物像素数确定水面漂浮物的面积，具体为：基于得到每个水面漂浮物像素对应的实际水面漂浮物面积；基于A=Pa确定水面漂浮物的面积；其中，w为水面漂浮物在所述无人机摄像装置上的成像宽度，h为水面漂浮物在所述无人机摄像装置上的成像高度，L为水面漂浮物至所述无人机摄像装置的距离，m为所述无人机摄像装置拍摄一帧图像的水平分辨率，n为所述无人机摄像装置拍摄一帧图像的垂直分辨率，P为所述水面漂浮物像素数。

进一步的，在接收无人机摄像装置获取的当前水面图像之前，所述方法还包括：控制所述无人机摄像装置的摄像头与水面平行。

提出一种无人机，包括无人机摄像装置，还包括图像接收模块、背景图像建模模块、背景图像更新模块、图像差分运算模块、水面漂浮物像素数确定模块和水面漂浮物面积确定模块；所述无人机摄像装置，用于获取水面图像；所述图像接收模块，用于接收所述无人机摄像装置获取的水面图像；所述背景建模模块，用于基于所述无人机摄像装置获取的水面图像对水面的背景图像进行建模；所述背景图像更新模块，用于在所述图像接收模块接收所述无人机摄像装置获取的当前水面图像后，使用所述背景建模模块建立的背景图像更新当前背景图像；所述图像差分运算模块，用于确定所述当前水面图像相对所述当前背景图像的差分图像；所述水面漂浮物像素数确定模块，用于基于所述差分图像确定水面漂浮物像素数；所述水面漂浮物面积确定模块，用于基于所述水面漂浮物像素数确定水面漂浮物的面积。

进一步的，所述无人机还包括水面漂浮物面积判断模块和定位模块；所述水面漂浮物面积判断模块，用于判断所述水面漂浮物的面积是否大于预设阈值；若是，所述定位模块，用于确定所述水面漂浮物的位置信息并记录。

进一步的，所述水面漂浮物像素数确定模块包括像素灰度值判断单元、水面漂浮物像素确定单元和水面漂浮物像素数计算单元；所述像素灰度值判断单元，用于获取所述差分图像中一个像素的灰度值；判断所述像素的灰度值是否大于阈值；若是，所述水面漂浮物像素确定单元，确定所述灰度值大于所述阈值的像素为水面漂浮物像素；所述水面漂浮物像素数计算单元，用于基于所述水面漂浮物像素确定单元确定的水面漂浮物像素得到水面漂浮物像素数。