[发明专利]一种基于无人机图像的高压电塔上的鸟巢识别方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机图像的高压电塔上的鸟巢识别方法，采用无人机巡检的方式，利用架在无人机上高清拍摄设备，对高压塔进行拍摄，并且把拍摄的图像信息，导回到地面上PC电脑端，在电脑端对图像进行鸟巢识别。识别时先对图像进行预处理，然后进行模板匹配，最后得出鸟巢的所在位置。这个方法与传统人工巡检对比，速度上更快，识别效率高，安全性高，而且可以在各种复杂的地形环境进行，做到很多人工所不能及的事情。

技术领域

本发明涉及图像识别的技术领域，尤其涉及到一种基于无人机图像的高压电塔上的鸟巢识别方法。

背景技术

日常生活中，鸟类的自然活动会影响到输电线的正常运行。高压铁塔离地面高，视线好，鸟类活动安全又平稳，因此，高压塔成为了鸟类建巢的一个理想的场所。虽然鸟巢本身对供电没多大影响，但是如果鸟粪落在绝缘瓷瓶上，会造成短路；如果大风吹散鸟巢，筑巢的树枝落在电线上，易造成接地或跳闸事故；此外，每个高压铁塔都有很多绝缘子串，绝缘子串下方就是高压电线。因绝缘子串附近斜材交叉，成为鸟儿“安家落户”的理想场所。鸟窝的材料多种多样，有草、树枝、铁丝等，当铁丝或潮湿的草、树枝直接搭在绝缘子串下方的高压线上，就会造成电网故障。鸟在鸟窝“吃喝拉撒”时，食物、粪便洒落在绝缘子串上，同样会导致电网故障。

电力是一种涉及国计民生极其重要的资源，社会发展的正常生产和发展与其不可分离。电力是现代社会和经济运行的神经中枢、动力之源，是社会和经济运行的总开关，没有电，整个国家都会陷入瘫痪。输电线的正常工作是保证电力的一个基本条件，所以必须检测出电塔上的鸟巢的位置并且拆除。

传统的方法是人工巡检，巡检人员远观的方式，结合望远镜和红外热像仪等工具，但是这种方法巡检难度大，耗时多，效果差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种识别效率高、安全性好、不受地域影响、劳动成本低的基于无人机图像的高压电塔上的鸟巢识别方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

包括以下步骤：

S1、无人机飞近高压电塔，拍摄高压电塔图像；

S2、将拍摄到的图像载入PC端；

S3、对图像进行预处理；航拍的过程中，由于光照强度、传感器的工作温度以及人工操作的瑕疵，会使所拍得的图像不可避免的受到噪声的污染，影响对图像的理解和分析处理，所以对图像进行预处理显得尤为重要。

S4、对图像进行模板匹配，得出识别结果。

进一步地，所述步骤S3图像预处理的具体步骤如下：

S31、对图像进行滤波处理，消除图像的噪声和抽出对象的特征；

S32、把图像从RGB空间转变为HSI空间，并将三通道分离，获取H和S分量单通道图像；

S33、将得到的图像缩小；

S34、针对H通道图像和S通道图像分别进行阈值分割，得到各自的阈值图；

S35、把两个阈值分割后的图进行交集取值，得到交集图；

S36、对交集图进行Canny边缘检测。

进一步地，所述步骤S36Canny边缘检测的具体步骤如下：

S36-1、采用2D中值滤波模板进行卷积以消除交集图的噪声；

S36-2、利用导数算子找到图像灰度地沿着两个方向的偏导数(G_x，G_y)，并求出梯度的大小：

S36-3、利用步骤S36-2的结果计算出梯度的方向,计算公式如下：