[发明专利]基于无人机的索结构外观检测方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的索结构外观检测方法，通过图像处理技术得到索结构全景高清图和图像几何信息，得到索结构表面的所有表观缺陷信息，观测到索上划痕、锈蚀等缺陷信息，满足实际工程的需求；还可以获得索结构的表面缺陷宏观和微观的演变趋势，并建立索结构健康电子档案系统。

技术领域

本发明涉及基于无人机的索结构外观检测方法。

背景技术

悬索桥、斜拉桥和拱桥是索支撑结构，高压输电线也是索结构，这些索是重要的受力构件或输电设备，它们的安全对于整个结构的安全至关重要，对它们的日常检测非常关键。

目前日常检测主要通过望远镜；定期检测通过卷扬机拉动钢丝绳提升吊篮，检测人员在吊篮中对缆索检测，这种检测效率低、成本高、安全性低。一种索结构外观检测装置及方法(CN2015108733787)发明了双轴平台采集索结构表面病害的方法和装置。但这种方法有存在一定的局限性：斜拉索外侧无法检测，平台检测耗时较长，效率不高等问题。

无人机在各行各业的逐渐应用，它已经变成会飞的生产工具，将无人机平台应用到索结构外观检测，配合相应的飞行路径规划方法和图像处理技术，将极大的提高检测效率，更加高效解决索结构检测难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于无人机的索结构外观检测方法，提高检测效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于无人机的索结构外观检测方法，包括以下步骤：

1)根据结构物检测的精度γ要求、相机分辨率α_L和α_H、图像重叠率ol，确定单幅图像拍摄长度S_L和高度S_H，每张图的检测长度为S；

2)由镜头焦距、传感器尺寸和长度S，并计算出无人机距离待检索结构最小距离d；

3)将无人机飞行至待检索结构右下角，并通过测距传感器调整无人机至索结构距离，两者距离为d，停留获取此位置的经纬度(Lon₁,Lat₁)和高度信息H₁；然后飞行至待检索结构左上角，调整无人机至索结构距离为d，获取此位置的经纬度(Lon₂,Lat₂)和高度信息H₂，通过经纬度的计算，获得待检索结构的实际检测长度L；

4)将待检索结构进行等距离分区，进行无人机飞行路径规划，得到飞行路径点集M(n)；

5)根据M(n)，依次给无人机发送飞行任务；首先从待检索结构左上角出发，即首先到达M[n]位置，接着到达M[n-1]，直至最后到达M[1]，无人机返航。无人机在RTK定位信息指引依次到达指定位置悬停拍照，存储图像及其位置信息；

6)获取无人机系统拍摄的位置、高清图像数据和位置信息；

7)采用“多权重迭代最优缝合缝”方法对图像进行拼接处理；

8)对拼接后的图像进行配准处理；

9)矢量CAD文件确定配准后图像像元尺寸，并根据像元个数确定缺陷的长度、宽度和面积。

步骤1)中，S_L＝γ×α_L×(1-ol)；S_H＝γ×α_H×(1-ol)；

步骤2)中，d_L＝f×S_L/SS_L；d＝min(d_L,d_H)；其中，f为相机焦距，SS_L和SS_H为相机传感器感光片的长度和高度。

步骤3)中，