【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電纜通道巡檢，涉及一種無人機對電纜通道的巡檢方法與系統。
技術介紹
1、電纜通道是電力系統巡檢的重要對象之一，及時發現通道隱患對保障用電安全至關重要，隨著無人機技術和產品的成熟，被越來越多的用在電纜通道巡檢的場景中，以代替人工實地巡檢，可以提高巡檢效率和發現隱患的及時性。
2、但無人機巡檢電纜通道仍然存在一些問題，主要體現在兩個方面。一是無法自動生成航線，而是需要借助熟悉電纜通道位置的專業人員和無人機飛手配合人工劃定巡檢航線；二是無人機在飛行時僅僅作為數據采集手段，隱患分析在無人機飛行結束后進行。前者導致航線規劃工作量大，容易出錯、且效率較低；后者導致飛行和分析割裂，巡檢效果差、存在一定遲滯。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種無人機對電纜通道的巡檢方法與系統，在通道建設階段自動對電纜通道進行地理位置計算和建模，從而自動規劃航線，并在無人機巡檢時采用計算機視覺算法實時識別潛在隱患目標，通過位置和移動分析進行有效告警。
2、本專利技術采用如下的技術方案。
3、本專利技術第一方面提供一種無人機對電纜通道的巡檢方法，包括：
4、在通道建設階段，利用無人機沿施工中的電纜通道巡檢，并基于語言提示詞編碼模塊和閉運算對電纜通道進行地理位置計算和建模；
5、基于建立的電纜通道模型，規劃電纜通道巡檢航線；
6、在巡檢階段，無人機按照規劃的航線進行自主飛行并拍攝實時圖像，對每一幀圖像進行
7、優選地，所述在通道建設階段，利用無人機沿施工中的電纜通道巡檢，并基于語言提示詞編碼模塊和閉運算對電纜通道進行地理位置計算和建模，具體包括：
8、無人機沿施工中的電纜通道巡檢，其搭載的云臺相機實時拍攝被挖開的電纜通道，得到飛行視頻；
9、提取飛行視頻中的每一幀圖像并基于語言提示詞編碼模塊進行圖像分割，得到對應幀分割后的圖像mask；
10、基于閉運算對每一幀的mask進行連通性分析并將最大連通域擬合為四邊形，得到每一幀圖像拍攝的通道的四邊形；
11、基于無人機gps位置和相機參數，計算每一幀圖像拍攝的通道的四邊形的經度和緯度；
12、根據所述經度和緯度對相鄰幀圖像的通道位置進行平滑連接，得到通道的邊緣。
13、優選地，所述提取飛行視頻中的每一幀圖像并基于語言提示詞編碼模塊進行圖像分割，得到對應幀分割后的圖像mask，包括：
14、在sam模型中輸入圖像和“被挖開的坑道”提示詞，輸出分割后的圖像mask，其中屬于被挖開的坑道類別的像素值為1，否則為0；所述sam模型利用預訓練的語言提示詞編碼模塊識別“被挖開的坑道”提示詞，具體的：
15、所述語言提示詞編碼模塊對文本進行token化并通過嵌入矩陣轉換為詞向量，同時使用余弦函數生成位置編碼向量；將位置編碼向量和詞向量相加后輸入到自注意力編碼層，該編碼層通過多頭自注意力學習輸入向量的詞組關系。
16、優選地，所述基于閉運算對每一幀的mask進行連通性分析并將最大連通域擬合為四邊形，得到每一幀圖像拍攝的通道的四邊形，包括：
17、對當前幀的mask進行圖像形態學的閉運算，分割出更加完整的坑道；對當前幀的mask進行連通性分析，找出最大的連通域，將連通域擬合為四邊形，如果擬合出的四邊形參數在設定范圍內，則保留，否則跳過當前幀，繼續下一幀的處理。
18、優選地，所述閉運算所采用的kernel的初始化方式為：
19、隨機抽取10％以上的視頻幀組成漏檢校準數據集，使用sam模型分割，根據分割結果人工審查并標記出漏檢的區域，標記時，將漏檢區域標記為1，其它區域標記為0；
20、對漏檢校準數據集標記結果進行漏檢統計，統計所有漏檢區域的直徑大小分布，得到對應的直方圖；
21、對直方圖進行高斯平滑后將波峰位置的直徑作為kernel尺寸，以該尺寸初始化kernel以對mask進行閉運算。
22、優選地，所述基于建立的電纜通道模型，規劃電纜通道巡檢航線，具體包括：
23、選取電纜通道模型中的通道一側為航線1，另一側為航線2，以設定距離間隔在航線1上取航點，假設其中任意一個航點為m，計算出航線2上距離m點最近的點，設為n，繼而計算出m和n的中心點，對所有中心點進行曲線擬合，得到一條平滑的巡檢航線；并對得到的巡檢航線設置無人機最低巡檢高度。
24、優選地，所述在巡檢階段，無人機按照規劃的航線進行自主飛行并拍攝實時圖像，對每一幀圖像進行隱患目標識別以及位置和移動方向的告警分析，包括：
25、對每一幀圖像，使用目標檢測算法，識別圖像中的隱患目標，包括各類施工機械車輛；當識別到隱患目標后，開始進行位置和移動方向的告警分析。
26、優選地，所述位置的告警分析方式如下：
27、對于每一幀圖像，獲取該幀圖像拍攝時，無人機的gps坐標信息，根據云臺姿態角度和相機拍攝時的焦距等參數，計算出該幀圖像中每一個像素點的gps坐標信息；
28、如果一個像素點的gps位于設定的通道告警范圍內，則標記為1，否則標記為0，得到該幀圖像的告警二值化圖；
29、對于每一個識別到的隱患目標，使用一個矩形框表示其在圖像中的位置，矩形框內的像素值標記為1，否則標記為0，得到該圖像的目標二值化圖；
30、對告警二值化圖和目標二值化圖進行并運算，輸出相交掩膜圖；
31、如果相交掩膜圖中存在值為1的點，則存在位于告警范圍內的隱患目標，進行告警。
32、優選地，位置分析后，對于不在告警范圍內的隱患目標進行移動方向告警分析，具體分析步驟為：
33、對任意一個隱患目標，跟蹤隱患目標在連續圖像幀中的位置變化，得到隱患目標在圖像中移動的像素距離，根據圖像之間的時間間隔和移動的像素距離可以計算出隱患相對于無人機的移動速度；
34、通過飛控系統獲得無人機本體的移動速度，根據無人機本體的移動速度和隱患相對于無人機的移動速度計算出隱患相對于地面的移動速度；當隱患相對于地面的移動速度為0時，隱患目標判定為靜止狀態，否則為移動狀態；
35、對于移動狀態的隱患目標，繼續計算其在無人機沿通道正交方向的分量，如果分量為負，則判定移動方向為遠離通道，如果分量為正，則判定移動方向為接近通道，進行告警，如果分量為零，則判斷此時隱患靜止，且不在告警區域內。
36、本專利技術第二方面一種無人機對電纜通道的巡檢系統，包括：
37、通道建模模塊，用于在通道建設階段，利用無人機沿施工中的電纜通道巡檢，并基于語言提示詞編碼模塊和閉運算對電纜通道進行地理位置計算和建模；
38、航線規劃模塊，用于基于建立的電纜通道模型，規劃電纜通道巡檢航線；
39、識別分析模塊，用于無人機按照規劃的航線進行自主本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
4.根據權利要求2所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
9.根據權利要求7所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
10.一種無人機對電纜通道的巡檢系統，利用權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述系統包括：
11.一種終端，包括處理器及存儲介質；其特征在于：
12.計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現
...【技術特征摘要】
1.一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
4.根據權利要求2所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的一種無人機對電纜通道的巡檢方法，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的一種無...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李海，張偉，袁奇，顧黃晶，徐佳敏，劉心悅，周宏，周婕，王卓林，沈斌，劉暢，謝素娟，侯冬雨，李春輝，楊勇誠，鄭淑婷，
申請(專利權)人：國網上海市電力公司，
類型：發明
國別省市：
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