[发明专利]无人机巡检杆塔自动对焦系统及方法

说明书

本发明提供一种无人机巡检杆塔自动对焦系统及方法，该系统包括部署于无人机内部的机载激光雷达设备、RTK接收机、以及边缘计算平台。RTK接收机对无人机实时定位得到相应的定位信息；机载激光雷达设备对配电架空线路进行全方位扫描得到相应的三维激光雷达点云数据，进而利用当前获取的定位信息对三维激光雷达点云数据进行处理，并以此生成针对配电架空线路的航迹路线图；对于航迹路线图中每个关键特征点，边缘计算平台获取无人机在该关键特征点下所拍摄的目标图像，并在该目标图像中识别相应巡检目标，进而利用当前所获取的定位管信息计算该巡检目标与无人机的相机焦距中心的实际距离，以此确定相匹配的相机调整参数，执行自动对焦。

技术领域

本发明涉及配网技术领域，更具体地说，涉及一种无人机巡检杆塔自动对焦系统及方法。

背景技术

当前，无人机作为电力巡视的重要手段之一，已开展常态化作业，解决了人工巡视受角度限制、无法近距离巡视等问题，但当前无人机巡线模式主要依靠人工方式控制、自动化程度不高，加之配网线路工况环境复杂，利用无人机实现自动巡检和辅助竣工验收，仍面临一系列问题。

地面操控人员仅能通过回传的实时画面在很短的距离(1-3km)范围内对机载云台的指向做手动调整，加之电力线路的电磁干扰，极易影响无人机的自主飞行可靠性，导致很多无人机飞出预设航线的事故。

因此，如何实时识别杆塔关键拍照点位指导无人机飞行对焦拍照得到高质量的巡检样本，成为现阶段亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种无人机巡检杆塔自动对焦系统及方法，技术方案如下：

一种无人机巡检杆塔自动对焦系统，所述系统包括：部署无人机内部的机载激光雷达设备、RTK实时差分定位接收机、以及边缘计算平台；

所述RTK接收机，用于对所述无人机进行实时定位得到相应的定位信息，并分别输出至所述机载激光雷达设备和所述边缘计算平台；

所述机载激光雷达设备，用于对配电架空线路进行全方位扫描，得到相应的三维激光雷达点云数据；利用当前获取的定位信息对所述三维激光雷达点云数据进行处理，并基于处理后的三维激光雷达点云数据生成针对所述配电架空线路的航迹路线图、并输出至所述边缘计算平台，所述航迹路线图中包含多个关键特征点、以及每个关键特征点对应的巡检目标；

所述边缘计算平台，用于针对所述多个关键特征点中的每个关键特征点，获取所述无人机在该关键特征点下所拍摄的目标图像，并在所述目标图像中识别该关键特征点对应的巡检目标；利用当前所获取的定位信息计算所识别到的巡检目标与所述无人机的相机焦距中心间的实际距离，并确定与所述实际距离相匹配的相机调整参数；按照所述相机调整参数执行所述无人机的自动对焦。

优选的，用于在所述目标图像中识别该关键特征点对应的巡检目标的所述边缘计算平台，具体用于：

调用目标识别模型，所述目标识别模型是基于深度学习模型所预先训练的；将所述目标图像输入至所述目标识别模型，通过所述目标识别模型确定所述目标图像中的该关键特征点对应的巡检目标。

优选的，用于利用当前所获取的定位信息计算所识别到的巡检目标与所述无人机的相机焦距中心间的实际距离的所述边缘计算平台，具体用于：

分别确定所述无人机的相机焦距中心、以及所识别到的巡检目标在所述目标图像中对应的图像位置坐标；基于当前所获取的定位信息确定所述目标图像中不同图像位置坐标对应的世界位置坐标，并结合所述相机焦距中心、以及所识别到的巡检目标各自对应的图像位置坐标分别确定各自的世界位置坐标；利用所述相机焦距中心、以及所识别到的巡检目标的世界位置坐标，确定所识别到的巡检目标与所述相机焦距中心间的实际距离。

优选的，所述系统该包括：无人机云台；

用于按照所述相机调整参数执行所述无人机的自动对焦的所述边缘计算平台，具体用于：