[发明专利]铁路线空中无人机自动巡查与实时图像采集传输方法有效

专利信息
申请号: 201510644021.1 申请日: 2015-10-08
公开(公告)号: CN105262989B 公开(公告)日: 2018-08-14
发明(设计)人: 彭彦平;张万宁 申请(专利权)人: 成都时代星光科技有限公司
主分类号: H04N7/18 分类号: H04N7/18;G06K9/00
代理公司: 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 代理人: 郭霞
地址: 610041 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 铁路线 空中 无人机 自动 巡查 实时 图像 采集 传输 方法
【权利要求书】:

1.铁路线空中无人机自动巡查与实时图像采集传输方法,该方法具体包括如下步骤:

S1.巡查线路规划模块规划巡查路线;

S2.中央处理模块启动监控程序,读取并执行上述规划巡查线路,卫星导航模块启动GPS导航程序;

在步骤S2中,还包括如下导航定位步骤:

中央处理模块对卫星导航模块传递来的定位数据进行判断:

若定位数据在正常范围内:则中央处理模块将接收到的定位数据存入存储器中;

所述在正常范围的定位数据是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、纬度值、高度值两两进行比较,若相邻两个采样点的经度的差值不超过0.0002度,且相邻两个采样点的纬度的差值不超过0.00018度,且相邻两个采样点的高度的差值不超过20米,判定定位数据为正常范围;

若定位数据发生异常:则中央处理模块将存储在存储器中的定位数据调出,按照历史轨迹返回到出发位置;

所述定位数据发生异常是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、纬度值、高度值两两进行比较,若经度的差值超过0.0002度,或纬度的差值超过0.00018度,或高度的差值超过20米,则判定定位数据发生异常;

所述定位数据为无人机在每个时间点的经度信息x、纬度信息y、高度信息z的集合,记为{xt yt zt};其中,

(x1 y1 z1)为无人机在第1个时间点的经度、纬度、高度信息;

(x2 y2 z2)为无人机在第2个时间点的经度、纬度、高度信息;

以此类推,(xt-1 yt-1 zt-1)为无人机在第t-1个时间点的的经度、纬度、高度信息;(xt yt zt)为无人机在第t个时间点的经度、纬度、高度信息;

相邻两个时间点的间隔取0.5至5.0秒;每个历史定位数据均存储在中央处理模块11的存储器中;

将第t个时间点的定位数据与第t-1个时间点的定位数据进行比较:

若xt-xt-1<0.0002,且yt-yt-1<0.00018,且zt-zt-1<20米,

即经度的差值不超过0.0002度,且纬度的差值不超过0.00018度,高度的差值不超过20米时,判定第t个时间点的定位数据属于正常范围,并将该第t个时间点的定位数据存入中央处理模块11的存储器;

若xt-xt-1≥0.0002,或yt-yt-1≥0.00018,或zt-zt-1≥20米;即经度的差值、纬度的差值、高度的差值中的任一个超出正常范围,均判定第t个时间点的定位数据发生了异常,也即认为无人机的飞行发生了异常;

由中央处理模块11将存储器中的第t-1个时间点的定位数据、第t-2个时间点的定位数据、……第2个时间点的定位数据、第1个时间点的定位数据逐次读取,并控制无人飞行器按照原来的轨迹返回的出发地;

S3.高清高倍变焦运动摄像机按照监控程序的轨迹采集视频图像,机端图像处理模块对图像进行处理;

S4.视频图像无线发射模块,和视频图像接收模块,配合完成图像信号的无线发送和接收;

S5.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理,并在显示终端上显示;

在步骤S3中,可采用如下步骤中的一个或多个对视频图像进行处理:

S31:数据接收单元接收包括图像编码数据和参数的图像编码流;

S32:基于指示图像识别准确度的指标改变参数;

S33:基于图像接收装置的环境信息改变参数;

S34:根据运行情况改变参数;

S35:改变解块滤波器的参数;

S36:改变量化参数;

S37:改变正交变换系数;

在步骤S5中,包括如下子步骤:

S51.视频文件分割器对视频文件进行分割;

S52.视频压缩编码器对分割完成的文件进行压缩;

S53.加密装置对压缩完的视频文件进行加密操作;

在步骤S1中,具体包括如下步骤:

S11.采用一元非线性回归预测方法,对铁道线路节点分布进行预测,生成若干条节点线路,每条节点线路覆盖若干节点;

该步骤S11中,首先将三维空间模型简化到二维空间模型,采用一元非线性回归预测方法,对铁道线路节点分布进行预测;预测方式采用置信区间方式,根据历史节点数据(响应变量)对新输入数据(解释变量)进行预测及判定;

S12.利用节点分布的临界情况,使若干条节点线路连通形成线路连通图;其中所述临界情况包括:交叉跨越情况、多条线路距离较近平行分布情况、节点转向情况、节点分支情况;

该步骤S12中,若达到节点分布出现特殊情况而达到临界条件,进行临界类型判断,并进行处理;将节点分布的临界种类分为以下几种:

交叉跨越情况:预测区间段内出现多个点,超出了设定节点数,并且存在交叉点;

多条线路距离较近平行分布情况:预测区间段内出现多个点,超出了设定节点数,但无交叉点;

节点转向情况:与预测方程相比,在预测区间内出现唯一拐点;

节点分支情况:与预测方程相比,在预测区间内出现多个拐点;

S13.构建铁道线路巡查规划图并存储;

步骤S11具体包括如下步骤:

S111.降维处理:对三维节点地理坐标进行降维处理转换为二维坐标;设定原A节点三维坐标为(xt,yt,zt),xt表示节点三维空间经度坐标,yt表示节点纬度坐标,zt表示节点所处海拔,则降维后A节点坐标为(xt,yt);

S112.回归方程的确立:应用于输电线路任务规划的一元线性回归预测模型公式如下:

式中xt表示t时刻节点经度坐标,表示t时刻估计纬度坐标;

S113.取回归预测步长为N,得回归方程中参数a,b的求解方程式如下:

其中,N为预测移动步长;由于两基节点之间的距离在几十米甚至上百米不等,大多数情况为连续多基以节点所组成可近似直线段。

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