[发明专利]基于小波变换的激光雷达高压线识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型无人飞行器低空飞行控制技术，尤其是一种低空飞行控制方法，具体地说是一种基于小波变换的激光雷达高压线识别方法。

背景技术

众所周知，小型无人飞行器低空飞行时容易与高压电线碰撞而坠机事故的问题，为了解决这一问题，人们采用了多种方法和手续，以下是常用的解决方案：

1.Robert J Fontana ,J F Larrick ,Jeffrey E Cade ,Eugene P Rivers Jr ,An Ultra Wideband Synthetic Vision Sensor for Airborne Wire Detection ,Proceedings of SPIE(Vol 3364),1998,2-10。

使用超宽带雷达，用极短的脉冲获得较高的分辨率，较宽的频带也能够探测到更多的目标，抗干扰性能也更好。缺点是由于脉冲能量小，作用距离有限。

2.Kazuo Yamamoto,Kimio Yamada,Obstacle Detection for Helicopter Flights by Infrared Images,Proceeding of SPIE(Vol 4363),2001,76-85。

作者采用高分辨率的红外探测相机（频带响应：8-12um）来获得图像，在此基础上通过图像分块、自适应动态范围扩展和方向滤波器的处理来增强目标与背景的对比度，最后用拟合出水平或近似水平的线来表示目标，作用距离为100~500米。缺点是无法判断目标的距离，易受恶劣天气影响。

3.K Schulz,S Scherbarth,U Fabry,Hellas:Obstacle Warning System for Helicopters,Proceeding of SPIE(Vol 4723),2002,1-8。

基于激光防撞雷达的直升机障碍物预警系统（HELLAS）,使用双轨扫描1.5mm激光雷达探测目标，距离则采用脉冲雷达测量，可以探测10mm直径电力线，探测距离为300~900m,但白天工作时太阳射线的干扰会降低系统性能，在恶劣气候条件下作战能力也有所降低。

4. V N Danovskii ,V Ya Kim, V M Lisitsyn , K V Obrosov ,S V Tikhonova。

Information Support of Low-Altitude Flight Safety , Journal of Computer and Systems Sciences International (Vol 46),2007。

使用毫米波雷达站和1.54um的激光定位雷达来探测目标。激光定位雷达可以优化低空飞行姿态，并检测多种目标如电缆、柱状物和电线等。根据实验，0.3~1.5km内的电力线可以被检测到。

5.孟华东，刘一民，胡晨曦 ，魏秩旻，基于图像处理的高压线识别方法，2010

以雷达点迹图作为输入，一次点迹凝聚，对凝聚后的点迹作领域分析，对每个点迹凝聚进行评分，根据评分判定高压线塔，在搜索出连续的高压线，进而确定高压线的分布域。 缺点精确度不够，容易误判。

目前常用的传感器有两种：红外传感器和普通雷达。它们各有优缺点：红外传感器可以测得目标的成像信息，测角精度较高，测量连续，目标识别能力强，但是它的作用距离较近，不能提供目标的距离信息；普通雷达具有全天候、测角和测距等优点，但是测角精度低，同时图像的数据量很大，为了加速无人飞行器与基站之间的数据传输，使用保留高频边缘信息的小波编码。

发明内容

本发明的目的是针对现有的低空飞行器对高压线判断效果差，易产生误判而与高压电线碰撞，发生坠机事故的问题，发明一种基于小波变换的激光雷达高压线识别方法，它利用小波变换原理识别图像高压线提取边缘特征，从而加以定位。

本发明的技术方案是：