[发明专利]基于嵌入式及双光谱成像的无人机载电力巡检方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于嵌入式及双光谱成像的无人机载电力巡检方法及系统。本发明包括双光谱视频采集模块、图像处理模块、双模式视频输出模块和通信模块；通过双光谱视频采集模块分别由可见光CCD和紫外光ICCD将可见光图像以及电晕放电产生的紫外光图像采集到系统内，经图像处理模块后得到处理完成的视频图像，最后经双模式视频输出模块分为两路，一路传输至液晶屏幕进行可视化输出，另一路由通信模块经编码后以码流形式进行推送。本发明实现了针对绝缘子的异常电晕放电位置检测和针对绝缘子和输电杆塔的目标识别，同时可以传递位姿信息、接收传感器信息以及存储视频文件，解决了传统电力巡检方法中巡检效率低、危险性高的问题。

技术领域

本发明属于电力巡检领域，特别涉及一种基于嵌入式及双光谱成像的无人机载电力巡检方法及系统。

背景技术

高压输电线路由于常年经受各种自然条件的影响，容易出现老化、绝缘子破损等情况，进而产生输电线路的异常放电。在电力巡检领域中，常见的传感器包括可见光相机、红外成像仪、紫外成像仪和空间扫描仪等。其中，可见光相机往往用于对肉眼可见的缺陷进行识别或对目标进行拍摄。红外成像仪则用来对电力线路的导线、绝缘子等目标进行红外成像，通过对热量分布的特征进行分析，来判断目标的温度是否在正常的范围内。紫外成像仪则用于捕捉导地线、金具以及绝缘子等部件的异常放电情况，同时可以可见光或红外光图像进行对比来检测放电位置和原因。空间扫描仪则可以通过扫描输电杆塔、输电线路以及线路周围的地形地貌，来构建整体的三维模型，用于测量输电线路与周围物体的安全距离，以及附近树木的生长情况。

紫外光成像仪所检测的大多是日盲区紫外光，其波长范围为240～280nm。由于地球大气层中的臭氧层对该波段的太阳光幅射有着强烈的吸收作用，同时，臭氧层以下的大气层也会对这一波段的太阳光幅射产生强烈的散射作用，因此当太阳光到达近地面时，该波段的幅射可被完全吸收。而由于电晕放电现象所产生的紫外辐射有小部分的波长小于280nm，就使得240nm～280nm波段的日盲区紫外光成为了输电线路电晕放电检测的理想波段。

常见的检测方法中，主要通过将紫外光图像与可见光图像直接融合的方法来实现放电的检测，这种方法虽然可以很直观的看到放电的情况，但光斑图像往往会很大，有时甚至遮挡住可见光图像上的目标，严重影响检测的效果。另外，在当前的无人机巡检技术中，采用的都是可见光相机或红外摄像机，但检测的缺陷种类有一定的局限性，往往为异常放热情况或部件的缺失情况，且仍然需要辅助以人力调整拍摄方向来进行输电线路的检测。

在对此方法及系统的研究实践过程中，本发明的发明人发现：由于绝缘子污损等情况难以用肉眼观察，而其产生的电晕放电情况则十分适合利用日盲区紫外光进行检测。同时，利用图像处理等方法对异常放电位置进行检测然后标记，可以很好的避免紫外光斑图像过大导致可见光图像被覆盖的情况。最终配合针对输电杆塔和绝缘子的目标识别方法可以实时返回图像中的目标位置，进而对无人机云台的位姿进行实时调整，进一步实现自动化巡航检测。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于嵌入式及双光谱成像的无人机载电力巡检方法及系统。本发明能够解决传统电晕放电检测利用人工的电力巡检方法效率低的问题，同时为无人机电力巡检提供了新的自动化解决方案。

基于嵌入式及双光谱成像的无人机载电力巡检系统，包括双光谱视频采集模块、图像处理模块、双模式视频输出模块和通信模块。双光谱视频采集模块分别通过可见光CCD和紫外光ICCD将可见光图像以及电晕放电产生的紫外光图像采集到系统内，经图像处理模块后得到处理完成的视频图像，最后经双模式视频输出模块分为两路，一路传输至液晶屏幕进行可视化输出，另一路编码后通过通信模块以码流形式进行推送。

所述的图像处理模块中，对可见光光谱图像进行针对输电杆塔和绝缘子的目标识别，对日盲区紫外光光谱图像进行绝缘子异常电晕放电位置检测。