CN110705526B - 一种基于无人机的树障清除方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于无人机的树障清除方法、装置及系统。所述方法包括：树障清除装置可以在采集待清除区域的图像信息后，根据待清除区域的图像信息来确定待清除树障和输电线路之间的最短距离，如果待清除树障和输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则可以对待清除树障进行清除。如此，能够及时检测出可能对输电线路的运行存在影响的树木，避免输电线路对树木放电导致输电线路烧断的情况，从而能够提高输电线路的安全性和稳定性。

Description

一种基于无人机的树障清除方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别涉及一种基于无人机的树障清除方法、装置及系统。

背景技术

输电线路作为电力系统中不可缺少的组成部分，是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现的。输电线路分为架空输电线路和电缆线路，其中，架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。

由于架空输电线路通常布置在户外空旷地带，因此容易受到外部环境的影响。外力破坏是造成输电线路运行故障的主要因素，而树障是外力破坏当中的重要组成部分，树障的存在容易导致输电线路对树木进行放电，从而造成输电线路烧断，进而影响输电线路的正常运行。

基于此，目前亟需一种基于无人机的树障清除方法，用于解决现有技术中输电线路对树木放电，造成输电线路烧断，进而影响输电线路的正常运行的问题。

发明内容

本申请提供了一种基于无人机的树障清除方法、装置及系统，可用于解决在现有技术中输电线路对树木放电，造成输电线路烧断，进而影响输电线路的正常运行的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种基于无人机的树障清除方法，所述方法应用于基于无人机的树障清除系统，所述系统包括无人机本体和安装在所述无人机本体上的树障清除装置；所述方法包括：

所述树障清除装置采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；

所述树障清除装置根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离；

如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述树障清除装置根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离，包括：

所述树障清除装置将所述待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述树障清除装置根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离，包括：

所述树障清除装置根据所述输出结果以及预先确定的所述待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述方法还包括：

所述树障清除装置获取所述待清除树障的位置信息；

所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除，包括：

所述树障清除装置根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述方法还包括：

所述树障清除装置根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则所述树障清除装置根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除，包括：

所述树障清除装置根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

第二方面，本申请实施例提供一种基于无人机的树障清除装置，所述装置安装在无人机本体上，所述装置包括图像采集单元、图像识别单元、清障判断单元和清障执行单元；

所述图像采集单元，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路

所述图像识别单元与所述图像采集单元连接，用于根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离；

所述清障判断单元与所述图像识别单元连接，用于判断所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离是否小于预设阈值，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则向所述清障执行单元发送执行命令；

所述清障执行单元与所述清障判断单元连接，用于在接收到所述清障判断单元发送的执行命令后，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述图像识别单元具体用于：

将所述待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述图像识别单元具体用于：

根据所述输出结果以及预先确定的所述待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述装置还包括定位单元；

所述定位单元，用于获取所述待清除树障的位置信息；

所述清障执行单元具体用于：

根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述图像识别单元还用于：

根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

所述清障判断单元还用于：

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

所述清障执行单元具体用于：

所述树障清除装置根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

第三方面，本申请实施例提供一种基于无人机的树障清除系统，所述系统包括无人机本体和安装在所述无人机本体上的树障清除装置；

所述无人机本体，用于飞行到待清除区域，所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；

所述树障清除装置，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；以及，根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述树障清除装置包括旋转圆盘、支撑杆和刀片；

所述旋转圆盘与所述无人机本体的底部连接；所述支撑杆的一端与所述旋转圆盘的中心位置固定连接，所述支撑杆上设置有所述刀片；

所述刀片在所述旋转圆盘的驱动下以所述支撑杆为旋转轴进行转动。

可选地，所述支撑杆的长度可调节，所述刀片的切割角度可调节。

可选地，所述树障清除装置具体用于：

将所述待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述树障清除装置具体用于：

根据所述输出结果以及预先确定的所述待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述树障清除装置还用于：

获取所述待清除树障的位置信息；

根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述树障清除装置还用于：

根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

第四方面，本申请实施例的还提供一种装置，该装置具有实现上文所描述的基于无人机的树障清除方法的功能。该功能可以通过硬件执行相应的软件实现，在一种可能的设计中，该装置包括：处理器、收发器、存储器；该存储器用于存储计算机执行指令，该收发器用于实现该装置与其他通信实体进行通信，该处理器与该存储器通过该总线连接，当该装置运行时，该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使该装置执行上文所描述的基于无人机的树障清除方法。

第五方面，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储软件程序，该软件程序在被一个或多个处理器读取并执行时实现上述各种可能的实现方式中所描述的基于无人机的树障清除方法。

第六方面，本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各种可能的实现方式中所描述的基于无人机的树障清除方法。

本申请实施例中，树障清除装置可以在采集待清除区域的图像信息后，根据待清除区域的图像信息来确定待清除树障和输电线路之间的最短距离，如果待清除树障和输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则可以对待清除树障进行清除。如此，能够及时检测出可能对输电线路的运行存在影响的树木，避免输电线路对树木放电导致输电线路烧断的情况，从而能够提高输电线路的安全性和稳定性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除方法所对应的流程示意图；

图2为本申请实施例还提供一种基于无人机的树障清除装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除系统的实体结构的主视图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1示例性示出了本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除方法所对应的流程示意图。如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤101，树障清除装置采集待清除区域的图像信息。

步骤102，树障清除装置根据待清除区域的图像信息，确定待清除树障和输电线路之间的最短距离。

步骤103，如果待清除树障和输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则树障清除装置对待清除树障进行清除。

本申请实施例中，树障清除装置可以在采集待清除区域的图像信息后，根据待清除区域的图像信息来确定待清除树障和输电线路之间的最短距离，如果待清除树障和输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则可以对待清除树障进行清除。如此，能够及时检测出可能对输电线路的运行存在影响的树木，避免输电线路对树木放电导致输电线路烧断的情况，从而能够提高输电线路的安全性和稳定性。

需要说明的是，上述步骤101至步骤103可以应用于基于无人机的树障清除系统，该系统可以包括无人机本体和安装在无人机本体上的树障清除装置，上述步骤101至步骤103可以由树障清除装置执行。

具体来说，步骤101中，待清除区域包括待清除树障和输电线路。

需要说明的是，待清除区域中可以只包括一个待清除树障，或者也可以包括多个待清除树障。

进一步地，待清除区域的图像信息可以通过图像采集设备来采集，图像采集设备可以是摄像机、照相机或其它具备图像采集功能的设备。示例性地，在具体实施时，可以采用无人机的高清拍照功能来采集待清除区域的图像信息。

步骤102中，树障清除装置确定待清除树障和输电线路之间的最短距离的方式有多种，一个示例中，树障清除装置可以将待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定待清除树障和输电线路之间的最短距离。

进一步地，树障清除装置可以根据输出结果以及预先确定的待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定待清除树障和输电线路之间的最短距离。

其中，待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离可以通过多种方式来确定，示例性地，树障清除装置可以预先拍摄待清除树障的正视图，然后根据测量得到的待清除树障的高度，以及待清除树障在图片中的高度，确定每个像素点对应的实际距离。

示例性地，树障清除装置也可以根据自身的摄像机参数，以及与待清除树障之间的距离，确定每个像素点对应的实际距离。

另一个示例中，树障清除装置可以根据待清除区域的图像信息，确定待清除树障在图像信息中的位置信息以及输电线路在图像信息中的位置信息，然后根据待清除树障的位置信息以及输电线路的位置信息，确定待清除树障和输电线路之间在图像信息中的最小的像素点数目，再根据预先确定的待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定待清除树障和输电线路之间的最短距离。

步骤103中，如果待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则树障清除装置对待清除树障进行清除；如果待清除树障和所述输电线路之间的最短距离大于或等于预设阈值，则树障清除装置采集下一个待清除区域的图像信息，即返回步骤101。

进一步地，树障清除装置还可以获取待清除树障的位置信息，然后，可以根据待清除树障的位置信息，对待清除树障进行清除。

其中，待清除树障的位置信息可以是待清除树障的位置坐标值，或者也可以是待清除树障的经纬度值，具体不做限定。

具体实施过程中，树障清除装置可以采用定位功能获取待清除树障的位置信息，比如采用北斗定位功能，或者采用GPS定位功能获取待清除树障的位置信息。

进一步地，本申请实施例中，树障清除装置还可以根据待清除区域的图像信息，确定待清除树障的轮廓信息，如果确定待清除树障和输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则可以根据待清除树障和输电线路之间的距离与待清除树障的轮廓信息，确定待清除树障中待切除的区域。

如此，在步骤103中，可以具体根据待切除的区域对待清除树障进行清除。如此，能够在不影响输电线路正常运行的前提下，为树木提供一定的生长空间，同时，树障清除装置只需要对树障的枝叶进行清理即可，无需清除整棵树木，从而能够减轻树障清除装置的工作负担。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

图2示例性示出了本申请实施例还提供一种基于无人机的树障清除装置的结构示意图。如图2所示，该装置具有实现上述基于无人机的树障清除方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。其中，树障清除装置可以安装在无人机本体上，包括图像采集单元201、图像识别单元202、清障判断单元203、清障执行单元204和定位单元205。

所述图像采集单元201，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路

所述图像识别单元202与所述图像采集单元201连接，用于根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离；

所述清障判断单元203与所述图像识别单元202连接，用于判断所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离是否小于预设阈值，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则向所述清障执行单元发送执行命令；

所述清障执行单元204与所述清障判断单元203连接，用于在接收到所述清障判断单元发送的执行命令后，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述图像识别单元202具体用于：

将所述待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述图像识别单元202具体用于：

根据所述输出结果以及预先确定的所述待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述定位单元205，用于获取所述待清除树障的位置信息；

所述清障执行单元204具体用于：

根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述图像识别单元202还用于：

根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

所述清障判断单元203还用于：

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

所述清障执行单元204具体用于：

所述树障清除装置根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供一种基于无人机的树障清除系统。如图3所示，为本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除系统的结构示意图。树障清除系统可以具有实现上述基于无人机的树障清除方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。其中，树障清除系统300可以包括无人机本体301和树障清除装置302；其中，树障清除装置302安装在无人机本体301上。

所述无人机本体301，用于飞行到待清除区域，所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；

所述树障清除装置302，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；以及，根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述树障清除装置302具体用于：

将所述待清除区域的图像信息输入到预设的深度卷积神经网络，根据输出结果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述树障清除装置302具体用于：

根据所述输出结果以及预先确定的所述待清除区域的图像信息中每个像素点对应的实际距离，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离。

可选地，所述树障清除装置302还用于：

获取所述待清除树障的位置信息；

根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除。

可选地，所述树障清除装置302还用于：

根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

本申请实施例中，如图4所示，为本申请实施例提供的一种基于无人机的树障清除系统的实体结构的主视图。从图4中可以看出，树障清除系统300可以包括无人机本体301和安装在无人机本体301上的树障清除装置302。其中，树障清除装置302可以包括旋转圆盘3021、支撑杆3022和刀片3023。

需要说明的是，图4示出的树障清除系统可以具有实现上述基于无人机的树障清除方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。

其中，旋转圆盘3021可以与无人机本体301的底部连接。

支撑杆3022的一端可以与旋转圆盘3021的中心位置固定连接，并且，支撑杆3022上可以设置有刀片3023。

进一步地，刀片3023可以设置在支撑杆3022的底部，也可以设置在支撑杆3022的侧面，具体不做限定。

如此，刀片3023在旋转圆盘3021的驱动下以支撑杆3022为旋转轴进行转动。

进一步地，本申请实施例中，支撑杆3022的长度可以调节，刀片3023的切割角度也可调节，从而可以满足清楚不同外形的树障。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序或智能合约，所述计算机程序或智能合约被节点加载并执行以实现上述实施例提供的事务处理方法。可选地，上述计算机可读存储介质可以是只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种基于无人机的树障清除方法，其特征在于，所述方法应用于基于无人机的树障清除系统，所述系统包括无人机本体和安装在所述无人机本体上的树障清除装置；所述方法包括：

所述树障清除装置采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；

所述树障清除装置根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离；

如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除；

其中，所述树障清除装置包括旋转圆盘、支撑杆和刀片；

所述旋转圆盘与所述无人机本体的底部连接；所述支撑杆的一端与所述旋转圆盘的中心位置固定连接，所述支撑杆上设置有所述刀片；

所述刀片在所述旋转圆盘的驱动下以所述支撑杆为旋转轴进行转动；

所述支撑杆的长度可调节，所述刀片的切割角度可调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述树障清除装置获取所述待清除树障的位置信息；

所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除，包括：

所述树障清除装置根据所述待清除树障的位置信息，对所述待清除树障进行清除；

其中，所述树障清除装置采用定位功能获取所述待清除树障的位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述树障清除装置根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障的轮廓信息；

如果确定所述待清除树障和所述输电线路之间的距离满足预设的清障要求，则所述树障清除装置根据所述待清除树障和所述输电线路之间的距离与所述待清除树障的轮廓信息，确定所述待清除树障中待切除的区域；

所述树障清除装置对所述待清除树障进行清除，包括：

所述树障清除装置根据所述待切除的区域对所述待清除树障进行清除。

4.一种基于无人机的树障清除装置，其特征在于，所述装置实现上述权利要求1至3中任一项所述的一种基于无人机的树障清除方法，所述装置安装在无人机本体上，所述装置包括图像采集单元、图像识别单元、清障判断单元和清障执行单元；

所述图像采集单元，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路

所述图像识别单元与所述图像采集单元连接，用于根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离；

所述清障判断单元与所述图像识别单元连接，用于判断所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离是否小于预设阈值，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则向所述清障执行单元发送执行命令；

所述清障执行单元与所述清障判断单元连接，用于在接收到所述清障判断单元发送的执行命令后，对所述待清除树障进行清除；

其中，所述树障清除装置包括旋转圆盘、支撑杆和刀片；

所述旋转圆盘与所述无人机本体的底部连接；所述支撑杆的一端与所述旋转圆盘的中心位置固定连接，所述支撑杆上设置有所述刀片；

所述刀片在所述旋转圆盘的驱动下以所述支撑杆为旋转轴进行转动；

所述支撑杆的长度可调节，所述刀片的切割角度可调节。

5.一种基于无人机的树障清除系统，其特征在于，所述系统包括无人机本体和安装在所述无人机本体上的树障清除装置；

所述无人机本体，用于飞行到待清除区域，所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；

所述树障清除装置，用于采集待清除区域的图像信息；所述待清除区域包括待清除树障和输电线路；以及，根据所述待清除区域的图像信息，确定所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离，如果所述待清除树障和所述输电线路之间的最短距离小于预设阈值，则对所述待清除树障进行清除；

所述树障清除装置包括旋转圆盘、支撑杆和刀片；

所述旋转圆盘与所述无人机本体的底部连接；所述支撑杆的一端与所述旋转圆盘的中心位置固定连接，所述支撑杆上设置有所述刀片；

所述刀片在所述旋转圆盘的驱动下以所述支撑杆为旋转轴进行转动；

所述支撑杆的长度可调节，所述刀片的切割角度可调节。