[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

说明书

本发明公开了一种铁路线空中无人机自动巡查与实时图像采集传输方法，该方法能够自动规划巡查航迹，支持视觉导航、图像识别与避障，能够在不受传送延迟影响的情况下适当地改变参数，由此提高图像识别率，将卫星通信网络模式与传统通信模式融合在一起，可解决大容量图像数据的高速交换，并具有较高的安全性。

所属技术领域

本发明涉及无人机侦查领域，具体涉及铁路线空中无人机自动巡查与实时图像采集传输方法。

背景技术

铁路线巡查是铁路线日常维护的基本工作，巡查方式可分为人工巡查、有人直升机巡查以及无人机巡查。尽管人工巡查是最常用的巡查方式，但一直存在着效率较慢、受气候地理环境制约等不足，机巡方式正被广泛研究与应用，尤其无人机巡查的安全高效特性，铁路线空中无人机具有越来越大的应用价值。

目前针对铁路线空中无人机巡查的任务规划大多采用人工手动规划方式，此种方式虽然确保了无人机的飞行安全，但是效率较低，无法满足大规模无人机巡查的需要，同时手动规划方式很难在大区域内实现最优规划。无人机智能巡线任务规划首先需要对整个铁道线区域内的所有重要节点构建一种数据结构，以便进行智能算法规划。

现有的侦查视频图像的回传，大多数是基于模拟视频信号，图像不清晰，还需要一个称为IOSD的设备，这个设备实际上就将高清摄像机的模拟视频信号与飞行参数进行叠加回传地面，因此虽然飞机上存储的是高清图像，但回传到地面的图像是叠加了飞行状态参数的模拟图像，而人们往往需要实时看到飞机上拍摄的高清数字图像。

无人机系统包括了无人机机体平台、任务载荷及数据无线传输三个部分。无人机视频数据传输应用实现的关键在于无线传输链路手段。目前的无线传输技术主要有包括以下技术：3G网络(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD-LTE和FDD-LTE)网络、无线局域网(WIFI)、卫星、微波等。

卫星和微波技术是无线视频传输的传统手段，且卫星通信技术的最大优点是服务范围广、功能强大、使用灵活，不受地理环境和其它外部环境的影响，尤其是不受外界电磁环境的影响。但这两种技术成本居高不下，其昂贵的初始建造费用和通讯费用常使人望而却步，无法大面积推广。

发明内容

本发明提供一种铁路线空中无人机自动巡查与实时图像采集传输方法，该方法能够自动规划巡查航迹，支持视觉导航、图像识别与避障，能够在不受传送延迟影响的情况下适当地改变参数，由此提高图像识别率，将卫星通信网络模式与传统通信模式融合在一起，可解决大容量图像数据的高速交换，并具有较高的安全性。

为了实现上述目的，本发明提供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，读取并执行上述智能规划线路，所述卫星导航模块启动GPS导航程序；

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。

优选的，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。