[发明专利]基于无人机可见光及红外图像融合的电力巡检方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无人机可见光及红外图像融合的电力巡检方法及装置，在无人机的机身下端分别设置两个固定座，每一个固定座设置一个转动云台，转动云台能够水平方向和竖直方向上转动，两个云台分别设置红外摄像机和可将光摄像机，在无人机的飞行过程中，红外摄像机或/和可见光摄像机对目标进行拍摄，利用红外图像的热辐射原理和可见光图像的光反射原理，对采集到两幅图像进行实时有效的配准和融合，使最终结果不仅可以保留可见光图像的颜色和清晰的细节轮廓以及边缘，还可以保留红外图像红外物体的亮度信息，使红外目标物体相对背景亮度突出，更容易识别目标，拍摄的图像经过无线传输网传输到监控机，监控机的处理结果发送到显示器以及个人通信终端。

技术领域：

本发明涉及一种电力系统巡查方法，特别是涉及一种基于无人机可见光及红外图像融合的电力巡检方法及装置。

背景技术：

随着国内经济的蓬勃发展，电力能源的需求越来越旺盛，社会的发展也离不开电力能源的支持，国家电网为了满足国内对电力能源越来越高的需求，就需要电力线路在高电压、大容量方向上继续扩建。一方面随着线路的大量建设，覆盖面越来越广阔，地形状况也越发复杂多样。一直以来，电网建设中跨地形的精确维护和提高效率都是难以解决的问题。另一方面，线路上的设备和电缆的细小故障，初期都比较微小，很难被肉眼发现，很多都到了难以弥补的地步才能被发现，比如电弧效应，多股电缆的几股发生折断，接触不良等现象都会使电阻增加，电流加大，发生热集中现象，这些都会引起大的供电故障和事故。传统的电力线路巡检通常是人工到位的方式，这样通常需要人员多，人员工作量大，效率又低。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、监测准确、工作效率高且自动化程度高的基于无人机可见光及红外图像融合的电力巡检方法及装置。

本发明的技术方案是：

一种基于无人机可见光及红外图像融合的电力巡检方法，选取无人机，并在无人机的机身下端分别设置两个固定座，每一个固定座设置一个转动云台，转动云台能够水平方向和竖直方向上转动，在一个转动云台上设置红外摄像机，在另一转动云台上设置可将光摄像机，在无人机的飞行过程中，红外摄像机或/和可见光摄像机对目标进行拍摄，利用红外图像的热辐射原理和可见光图像的光反射原理，对采集到两幅图像进行实时有效的配准和融合，使最终结果不仅可以保留可见光图像的颜色和清晰的细节轮廓以及边缘，还可以保留红外图像红外物体的亮度信息，使红外目标物体相对背景亮度突出，更容易识别目标，拍摄的图像经过无线传输网传输到监控机，运用质心的目标图像定位，红外图像分割和目标设备图像中心偏移递归修正法来处理动态多幅设备图像的拍摄，同时建立历史数据库，用来保存电力设备的红外故障实例数据，运用最近邻规则聚类算法从中提取相似的故障类型，作为判断依据，监控机的处理结果发送到显示器以及个人通信终端。

搭建无人机嵌入式视频采集与传输系统，在这个系统上进行红外和可见光图像的实时采集和传输、系统测试、配准和融合算法验证，配准算法验证：预采用自适应互信息配准用于实时修正首次手动配准的参数，以达到实时精确配准的效果；融合算法验证：预选择基于 IHS 变换和提升小波变换相结合的融合方法，该方法不仅保留可见光图像的丰富的颜色信息以及清晰的细节轮廓信息，还在图像中保留红外目标物体的亮度信息；预计在测试实验阶段，能够验证配准算法和融合算法用在无人机平台上，极大地在拍摄场景中突显红外目标物体，识别和检测目标。

把红外图像和可见光图像的融合运用在小型无人机嵌入式红外目标探测或跟踪等系统上，使得小型无人机能够更容易的确定红外目标；搭建无人机嵌入式平台的视频采集与传输系统，在这个系统上进行了红外和可见光图像的基于V4L2 接口的实时采集和基于 UDP 协议实时传输，对实时采集的红外图像和可见光图像，进行配准融合算法验证。

无人机采用多轴旋转翼无人机，其支腿采用液压减震式结构，并且，在支腿的最下端设置耐磨头，延长使用寿命。