[发明专利]一种基于无人机的高耸结构外观检测方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的高耸结构外观检测方法，利用无人机进行高耸结构物外观检测，无人机可以快速采集图像，且不受地理环境影响进行外业工作，提出了专为无人机拍摄图像的多站点图像拼接技术，可以通过图像处理技术得到结构物全景高清图和图像几何信息，得到高耸结构物表面的所有表观缺陷信息，观测到亚毫米级的裂纹、侵蚀、泄漏、剥落等缺陷信息，满足实际工程的需求。

技术领域

本发明涉及一种基于无人机的高耸结构外观检测方法。

背景技术

一种高耸结构外观检测装置及方法(CN201510875509)提供了双轴平台采集高耸结构物表面病害的方法和装置。但这种方法有存在一定的局限性：采集平台的仰角大于45°将导致图像畸变严重，图像信息缺失；随着平台与检测物距离增加，精度逐渐降低等局限性。

无人机在各行各业的逐渐应用，它已经变成会飞的生产工具，将无人机平台应用到高耸结构物外观检测，配合相应的飞行路径规划方法和图像处理技术，将极大的提高检测效率，增加适用范围，更好的解决高耸结构物检测难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于无人机的高耸结构外观检测方法，通过图像处理技术得到结构物全景高清图和图像几何信息，得到高耸结构物表面的所有表观缺陷信息。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于无人机的高耸结构外观检测方法，包括以下步骤：

1)根据监测精度γ要求、相机横向和高度方向分辨率α_L和α_H、图像重叠率ol，确定单幅图像拍摄长度S_L和高度S_H；

2)由镜头焦距、传感器尺寸、拍摄长度S_L和高度S_H，计算出无人机距离待检结构物最小距离d；

3)将无人机飞行至待检结构物右下角，并通过测距传感器调整无人机至待检结构物距离，两者距离为d，并停留获取此位置的经纬度 (Lon₁,Lat₁)和高度信息(H₁)；然后飞行至待检结构物左上角，调整无人机至待检结构物距离为d，获取此位置的经纬度(Lon₂,Lat₂)和高度信息(H₂)，由此获得待检结构物的检测范围(L,H)；

4)将待检结构物进行矩阵模式分区，形成无人机的位置矩阵M(n₁,n₂)；其中，横向和高度方向飞行区域数量分别为：

5)根据无人机位置矩阵M(n₁,n₂)自动规划飞行路径，按位置矩阵序列依次给无人机发送飞行任务；首先从待检结构物左上角出发，即首先到达矩阵M(n₁,n₂)位置，接着到达M(n₁,n₂-1)，直至到M(n₁,1)，接着依次到达M(n₁-1,1)和M(n₂-1,2)，直至最后到达M(1,1)，无人机返航；无人机在RTK定位信息指引依次到达位置矩阵中每个元素标注的位置，并在元素指定位置悬停拍照，存储图像及其位置信息；

6)获取无人机系统拍摄的位置矩阵序列高清图像数据和位置信息；

7)无人机拍摄图像为移动站点拍摄，即多站点图像数据，采用多权重迭代最优缝合缝方法将图像进行拼接处理；

8)对拼接后的图像进行配准处理；

9)矢量CAD文件确定配准后图像像元尺寸，并根据像元个数确定缺陷的长度、宽度和面积。

步骤1)中，20％≤ol≤50％。