[发明专利]一种基于无人机电力巡检的缺陷检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机电力巡检的缺陷检测系统及方法，该系统包括：无人机和机巢侧智能分析服务器，无人机上设置有摄像头、机载端侧智能分析服务器和飞控平台；无人机按照预设巡检路径飞行，并在每个巡航点通过摄像头采集视频数据并发送至机载端侧智能分析服务器；机载端侧智能分析服务器根据视频数据提取视频图像并识别待拍摄的目标物，根据视频图像计算生成调整控制信号并调整无人机的飞行姿态，之后通过摄像头采集目标物图像；无人机完成巡检时将目标物图像发送至机巢侧智能分析服务器进行缺陷检测；本系统可以完成巡检过程中的自动拍摄任务，并且可以完成对所拍摄目标物的图像数据的缺陷检测分析。

技术领域

本发明属于无人机电力巡检技术领域，尤其涉及一种基于无人机电力巡检的缺陷检测系统及方法。

背景技术

电网行业线路巡检业务经过近几年的发展已逐渐在飞控和缺陷检测领域具备了一定的智能化水准。目前在无人机巡检过程中主要采用的技术为四旋翼无人机飞控技术。各个飞行状态的控制是通过控制对称的四个旋翼的转速，形成相应不同的运动组合实现的。与此同时，依托四旋翼无人机的精确航迹跟踪已经基本实现无人机自主飞行。在当前四旋翼无人机的自主控制系统中，姿态稳定控制是实现飞行器自主飞行的基础，其原理是控制四旋翼无人机的三个姿态角(俯仰角、滚转角、偏航角)稳定地跟踪期望姿态信号，并保证闭环姿态系统具有期望的动态特性。由于四旋翼无人机姿态与平动的耦合特点，分析可以得知，通过保证姿态达到稳定控制，使得旋翼总升力在期望的方向上产生分量，进而控制飞行器沿期望的航迹方向飞行。

然而，电力巡检虽然已经通过飞控系统技术可以较为有效地辅助飞控人员对无人机飞行航线进行管理。但是无人机巡检在沿既定航线飞行的基础上还需要实现对杆塔目标构件部位的图像拍摄取材任务，而这一任务现在还需要无人机操控员来完成，并且进行拍照的精准度、清晰度无法得到很好的保障，同时相同的拍照目标还会存在一定程度的重复，对后续缺陷检测工作会带来一定的无效工作。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于无人机电力巡检的缺陷检测系统及方法，可以完成巡检过程中的自动拍摄任务，并且可以完成对所拍摄目标物的图像数据的缺陷检测分析。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于无人机电力巡检的缺陷检测系统，包括无人机和机巢侧智能分析服务器，所述无人机上设置有摄像头、机载端侧智能分析服务器和飞控平台；

所述无人机按照预设巡检路径飞行，并在每个巡航点通过摄像头采集视频数据并发送至机载端侧智能分析服务器；

机载端侧智能分析服务器用于根据所述视频数据提取视频图像并识别待拍摄的目标物，根据视频图像计算生成调整控制信号并发送至无人机的飞控平台，所述飞控平台根据所述调整控制信号调整无人机的飞行姿态，使得目标物位于摄像头视野的中心，之后通过摄像头采集目标物图像；

无人机完成巡检时将所述目标物图像发送至所述机巢侧智能分析服务器，所述机巢侧智能分析服务器用于根据所述目标物图像进行缺陷检测。

进一步地，所述目标物位于摄像头视野中心，为所述目标物的几何中心坐标与摄像头视野中心坐标重合，或者所述目标物的几何中心坐标位于摄像头视野中心坐标周围预设范围内。

进一步地，所述机载端侧智能分析服务器用于从所述视频数据中提取多帧视频图像，采用知识蒸馏的非均匀量化的FCOS目标检测算法检测所述视频图像，获得多个预测边框以及预测边框中目标物的所属类别置信度；根据所述所述类别置信度，计算平均所属类别置信度，根据所述平均所述类别置信度以及预测边框在视频图像中的位置坐标，确定无人机的调整方向和调整角度，根据所述调整方向和调整角度，生成所述调整控制信号。