[发明专利]基于无人机和图像识别的水面污染物检测方法

说明书

基于无人机和图像识别的水面污染物检测方法，属于水污染物检测技术中的水面漂浮物检测方法，本发明由无人机上设置的控制模块、图像采集模块、GPS模块和数据存储模块和地面服务器中设置的水面污染物监测模块和污染区域标注模块组成，污染区域标注模块在电子地图上标注出污染物所在区域，可为后期的清污工作提供依据。在现有基于图像识别的水面污染物检测技术的基础上，本发明借助于无人机灵活、机动的采集图像特点，能涉足人类不易到达和固定摄像头不易安装的地方，扩大监测面积，实现监测水域全覆盖，且不受人类主观因素的影响，能提高检测的准确性和可靠性，为水面污染物的监控和清除提供参考。

技术领域

本发明属于水污染物检测技术中的水面漂浮物检测方法，具体涉及基于无人机和图像识别的水面污染物检测方法。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，我国城镇化建设步伐日益加快，大量的人口聚集到城市生活，给城市周边的环境和生态造成了严重的影响，许多饮水水源、城市内河、周边湖泊、水库等水面上出现大量的污染物，这些污染物大多是一些人类生活垃圾、工业排污等，其中包含大量对水质有害的物质，如果不能得到及时清理，势必会破坏生态环境，威胁人类的生存和发展，为了社会可持续发展和人类健康，必须治理水污染问题，及时清除水面污染物，还子孙后代青山绿水，于是，对饮水水源、城市内河、湖泊和水库等水面污染物的监测成了一个迫切需要解决的问题，需要投入大量的人力和物力资源。

为了解决这些问题，目前虽然有些水域场景安装了实时监控设备，但是，这些设备大多是固定在一个地方，只能监控到一定区域内的水面污染物，而且，还会受到供电、网络和硬件安装等诸多因素的限制，存在投入成本高、周期长等缺点。

发明内容

针对现有水面污染物监测技术所存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于无人机和图像识别的水面污染物检测方法。

本发明包括以下步骤：

1）无人机上设置的控制器模块对图像采集模块采集的水面污染物图像数据和GPS模块收集到的定位信息数据进行采集；

2）控制器模块中Arduino嵌入式开发板将所述水面污染物图像数据和所述定位信息数据传送给树莓派数据存储模块；

3）树莓派数据存储模块将所述水面污染物图像数据和所述定位信息数据存储到树莓派数据存储模块中的嵌入式数据库中；

4）地面服务器中水面污染物监测模块自树莓派数据存储模块中接收所述水面污染物图像数据和所述定位信息数据、拍摄时间，以及图像拍摄位置数据；

5）地面服务器中水面污染物监测模块计算图像特征阈值，使用阈值检测到污染物之后，将污染物信息数据传送到污染区标注模块；

6）污染区域标注模块在电子地图上标注出污染物所在区域。

由上可见，本发明由无人机上设置的控制模块、图像采集模块、GPS模块和数据存储模块和地面服务器中设置的水面污染物监测模块和污染区域标注模块组成，污染区域标注模块在电子地图上标注出污染物所在区域，可为后期的清污工作提供依据。

本发明在现有基于图像识别的水面污染物检测技术的基础上，借助于无人机灵活、机动的采集图像特点，能涉足人类不易到达和固定摄像头不易安装的地方，扩大监测面积，实现监测水域全覆盖，且不受人类主观因素的影响，能提高检测的准确性和可靠性，为水面污染物的监控和清除提供参考。

本发明与固定的水面污染物检测阈值相比，使用机器学习方法得到的检测阈值更贴合实际水面情况，并随着数据量的增长有更高的准确性，因此使用此阈值能提高检测结果的准确率；同时与固定摄像头的水面污染物检测方法相比，监测的范围更广，可以实现监测水域全覆盖，且克服了人工监测的盲目性，能提高检测的准确性和可靠性。