[发明专利]一种基于无人机的变配电室多点环境数据采集系统

摘要

本发明公开了一种基于无人机的变配电室多点环境数据采集系统，括无人机和上位机；所述无人机与上位机通过通信模块进行数据的传输；所述无人机上设置有云台摄像头、避障模块、测距模块、传感装置、数据采集模块、飞行控制模块、图像识别模块；所述上位机上设置有数据管理系统；本发明应用机器视觉的目标识别和单目测距技术，可以克服高压变配电室内没有卫星导航信号导致的无人机定位问题；所述方法用一套机载传感器可以替代高压变配电室分布式无线传感器网络，在节省各节点的传感器购置及维护成本，提高采集系统的灵活性的同时，还可以有效避免传感器网络中各个传感器之间差异性引起的测量误差。

主权项

1.一种基于无人机的变配电室多点环境数据采集系统，其特征在于，包括无人机和上位机；所述无人机与上位机通过通信模块进行数据的传输；所述无人机上设置有云台摄像头、避障模块、测距模块、传感装置、数据采集模块、飞行控制模块、图像识别模块；所述上位机上设置有数据管理系统；其中：/n所述传感装置，用于感受变配电室室内各检测点被测量的信息，并将感受到的信息变换成电信号，通过数据采集模块实时采集传感装置输出的电信号，再将数据采集模块所采集的各检测点的数据通过通信模块传输至上位机；/n所述云台摄像头，用于拍摄指向性图案和二维码，并将指向性图案和二维码传输至图像识别模块，其中二维码包含当前检测点对应的设备信息,所述二维码包含的信息有当前采集点的设备ID、厂家、型号信息；/n所述图像识别模块，用于获取指向性图案中指向无人机飞行方向的信息和QR二维码中包含的设备信息；同时将指向性图案中飞行方向的信息传送至飞行控制模块，将QR二维码中包含的设备信息传送至上位机数据管理系统；/n所述飞行控制模块，用于根据指向性图案中设置的飞行方向的信息控制无人机的飞行方向，使无人机在完成当前采集工作后根据指向性图案提供的方向信息飞向下一个采集点；/n所述避障模块，用于发射超声波信号或红外线来探测无人机距障碍物的距离，当所述距离小于预设阈值T1时，控制无人机对障碍物进行避障，所述避障模块一旦探测到无人机前进路径上有障碍物，会立即自主采取避障措施，实时利用人工势场算法对现有的飞行路径进行纠正，绕行至目标点；/n所述测距模块，用于当云台摄像头拍摄到指向性图案时，探测无人机距指向性图案的距离，当无人机距目标图案的距离等于阈值T2时，控制无人机进行悬停；/n所述数据管理系统，用于将采集模块得到的数据和二维码中的设备信息传输至上位机的各检测点的数据进行记录、处理和分析，并对异常的检测点数据进行报警；/n获取指向性图案中指向无人机飞行方向的信息，包括以下步骤：/n步骤1，任选云台摄像头采集到的视频中的连续三帧彩色图像，其中连续三帧彩色图像的中间一帧的图像为当前图像，对选取的连续三帧彩色图像进行中值自适应滤波处理，得到连续三帧滤波后的图像；/n步骤2，将连续三帧滤波后的图像转化为连续三帧的灰度图像，其中连续三帧的灰度图像的中间一帧的图像为当前灰度图像k,k＝1,2,…,K,K为大于等于1的自然数；/n步骤3，以灰度图像的中心为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立图像坐标系；/n步骤2中得到的连续三帧的灰度图像通过式(2)进行帧间差分，得到当前图像边缘轮廓图像点集合D