[发明专利]基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统

权利要求书

1.基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：该检测系统包括搭载有摄像头的无人机，图像处理模块，和使无人机获取的视频图像与图像处理模块进行交互的通讯模块；进行振动检测时，无人机对待检测机器人拍摄视频，图像处理模块执行以下操作：获取无人机拍摄的视频，将视频中的每一帧图像获得以靶点为中心的感兴趣区域；对所有感兴趣区域分别做复数线性滤波，获得每个感兴趣区域的相位谱图；对每个感兴趣区域以第一帧为基准、利用相位谱图获得从第二帧开始的每帧图像与第一帧的相位差，该相位差表征振动位移；对每帧图像中有靶点的地方分割出来形成感兴趣区域。

2.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：相位差的提取公式表示为：

其中，d_θ(t₀)是θ角度上t₀时刻的位移，是θ角度上t₀时刻的相位。

3.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：固定于待检测机器人上的靶点，制作靶点模板图像，将每一帧图像与靶点模板图像做灰度匹配，寻找具有靶点的感兴趣区域。

4.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：使用平均绝对差算法对图像做灰度匹配，平均绝对差算法表示为：

其中1≤i≤m-M+1,1≤j≤n-N+1；S(x,y)是视频中大小为m*n的搜索图像，T(x,y)是M*N的靶点模板图像；靶点模板图像是预制的靶点图像是贴在待检测点的图像，这样才能在无人机拍摄的图像中识别出靶点图像，然后以靶点图像为中心选择感兴趣区域；遍历整个搜索图，在所有能够取到的子图中，找到与模板图最相似的子图作为最终匹配结果即最小的D(i,j)，即可确定能匹配的位置。

5.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：使用归一化积相关算法进行灰度匹配，获得感兴趣区域；或者，使用平均误差平方和算法进行灰度匹配，获得感兴趣区域。

6.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：用可控复数线性滤波器Steerable filter做复数线性滤波，可控复数线性滤波器Steerablefilter的滤波器卷积核f^θ表示为：

其中M为阶数,可以是任意滤波器组的离散表示，k_j(θ)为角度系数。

7.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：无人机设有安装摄像头的云台，通讯模块和数据处理模块均安装于云台上；通信模块接收图像，数据处理模块用来从拍摄的图像中计算大型建筑机器人的振动幅度与频率。

8.如权利要求1所述的基于无人机对大型建筑机器人的振动检测系统，其特征在于：无人机为四旋翼无人机；云台为三轴稳定云台，摄像头为工业级CCD摄像头。