[发明专利]基于视频图像处理的无人机巡线控制系统

说明书

本发明公开了一种基于视频图像处理的无人机巡线控制系统，包括四旋翼无人机平台、视频采集模块、PC机、飞行控制板、无线图像传输模块和无线数据传输设备；四旋翼无人机平台上搭载的视频采集模块采集视频图像，通过无线图像传输模块将图像传送到PC机，利用PC机端的上位机图像处理程序对图像进行处理，获得巡线飞行控制指令，经由无线数据传输设备将指令传送到无人机，作为导航指令输入飞行控制板，对飞行姿态的PD控制误差进行矫正，实现自主巡线飞行控制。本发明可用于电力检修巡线，通过无人机自身装载的数字摄像头以及无线图传系统实现对地面引导物的巡线飞行。

技术领域

本发明属于电力检修巡线技术领域，具体是一种基于视频图像处理的无人机自动巡线系统。

背景技术

目前在无人机巡线领域，常见方法有以GPS导航技术为主实现的目标跟踪，也有采用激光测距或红外热像仪的方法进行定位测量。但就目前研究来看，还没有实现小型无人机自主巡线飞行，多数方法的无人机巡线成本较高，而无人机体积较大，在许多环境下不便于飞行检测。做好这个项目可以填补我国在这一项技术上的空白，进一步提高效率，降低成本。

发明内容

为降低无人机巡线成本，减小无人机体积，实现小型无人机自主巡线飞行，本发明利用自身装载的数字摄像头以及无线图传系统进行实时数字图像传输，在地面PC机进行图像分析处理，生成控制指令，再通过无线数传将生成的控制指令传输到无人机，实现无人机对地面标志线的检测与识别，并进行姿态控制，从而实现飞行器的巡线飞行。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于视频图像处理的无人机巡线控制系统，包括四旋翼无人机平台、视频采集模块、PC机、飞行控制板、无线图像传输模块和无线数据传输设备；四旋翼无人机平台上搭载的视频采集模块采集视频图像，通过无线图像传输模块将图像传送到PC机，利用PC机端的上位机图像处理程序对图像进行处理，获得巡线飞行控制指令，经由无线数据传输设备将指令传送到无人机，作为导航指令输入飞行控制板，对飞行姿态的PD控制误差进行矫正，实现自主巡线飞行控制。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）本发明系统通过对地面线路图像信息的分析计算，实现对四旋翼无人机的飞行控制，进而实现对地面目标的跟踪飞行，有效地解决了GPS导航在特殊地理环境条件下信号差、误差大的缺陷。（2）此系统将视频信息的图像处理放在PC机端，与四旋翼无人机平台进行分离，可以有效降低无人机的体积、重量，实现小型无人机自主巡线飞行，进一步提高效率，降低成本。（3）基于视频图像的导航飞行受外界环境干扰小，结构简单、成本低廉，使其可靠飞行得到保证。

附图说明

图1为本发明总流程图。图中1.摄像机，2.无线图像传输发送设备，3.无线数据传输接收设备，4.锂电池,5.飞行控制板，6.机翼，7.电机，8.声呐，9.无人机云台，10.起落架，11.PC机，12.无线数据传输发送设备，13.无线图像传输接收设备，14.视频采集卡。

图2为本发明四旋翼无人机平台结构图。

图3为本发明PC机地面站连接图。

图4为飞行原理示意图。

具体实施方式

本发明采用基于视觉的四旋翼无人机路径跟踪系统，该系统由四旋翼无人机平台、视频采集模块、PC机、飞行控制板、无线图像传输发送设备、无线图像传输接收设备、视频采集卡、无线数据传输接收设备、无线数据传输发送设备组成。