[发明专利]一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统

说明书

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，该系统可以按预置巡检任务的规划航线和初始位姿参数控制无人机及吊舱捕捉目标，通过深度学习算法及训练模型识别、定位目标，并控制吊舱逐步调整云台姿态和相机焦距，锁定、放大目标并抓拍监测图像，用于人工或智能识别部件缺陷，从而实现智能捕捉、锁定、抓拍部件目标，提高系统作业效率效能、降低人员技能要求。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统。

背景技术

电网、铁路、水利、油气管线等行业均有大量架设在地表的设备设施，因长期暴露在自然环境中，不仅有自身的质量工艺寿命，还承受正常的运行荷载和气候影响，从而不可避免出现污染破损、移位变形等缺陷和风险，直接影响系统的运行安全和效益。

为此，各行业建立线路人工巡检体制，工作人员沿线巡视，观察地表设备设施的状态，及时发现部件缺陷、保修维护，保障系统正常运行。

近年随着无人机技术发展，线路巡检尝试引入高性能、低成本的中小型无人机，通过现场抓拍部件高清图像和后台专业人工或智能阅片，控制因巡检人员观察点位、技能经验和责任意识的限制可能导致的漏检错检，提高巡检质量和效能。

通用巡检无人机需要专业飞控手现场手动操控无人机，选择拍照点位、锁定目标和抓拍照片，一则大幅提高现场人员技能经验要求，现有巡检人员难以胜任，影响人员调整和人力成本，二则现场手动操控抓拍难以保证高效率、全方位监测部件状态，还需继续提升无人机巡检系统的技术性能。

发明内容

本申请提供了一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，以智能捕捉、锁定、抓拍部件目标，提高系统作业效率效能，降低人员技能要求。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请提供了一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，以智能捕捉、锁定、抓拍部件目标，提高系统作业效率效能，降低人员技能要求。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，包括：地面站巡检任务模块、机载飞行控制模块、吊舱模块、识别定位模块和锁定控制模块；所述地面站巡检任务模块预置巡检任务相应的规划航线和无人机及所述吊舱模块初始位姿参数，并将其发送给所述机载飞行控制模块，控制无人机悬停和所述吊舱模块姿态，获取监测目标初始图像；所述吊舱模块，包括传感器和多自由度云台，执行所述机载飞行控制模块、锁定控制模块指令，控制调整所述多自由度云台姿态和所述传感器的镜头焦距，依次进入初始姿态、锁定姿态和抓拍姿态，获取目标及其缺陷、风险的照片或视频图像，包括初始、锁定和监测图像；所述识别定位模块，选配移植有深度学习算法的嵌入式计算平台，智能识别所述吊舱模块获取初始图像中的监测目标，并解算目标像素坐标、提取目标特征影像，发送给所述锁定控制模块；所述锁定控制模块，以所述识别定位模块解算的目标像素坐标、提取的目标特征影像为模板，对所述吊舱模块获取的实时目标锁定图像进行模板匹配，解算目标的实时像素坐标和画幅占比，分步控制调整所述吊舱模块的云台姿态、相机焦距以锁定、放大目标并抓拍目标的监测图像。

如上所述的静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，其中，优选的是，所述吊舱模块的传感器为可见光、红外光、紫外光及多光谱传感器的一种或多种，所述传感器具有定焦或变焦镜头。

如上所述的静态目标监测的智能巡检无人机吊舱系统，其中，优选的是，在无人机位姿和吊舱姿态精度下，在所述吊舱模块执行所述机载飞行控制模块指令获取的初始图像中，监测目标长度或面积位于吊舱视野并画幅占比10-20％，所述识别定位模块识别捕捉监测目标并解算目标像素坐标、提取目标特征影像；在所述吊舱模块执行所述锁定控制模块指令获取的监测图像中，监测目标长度或面积位于吊舱视野并画幅占比40-60％。