CN111102967A - 一种基于无人机的航标智能监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种基于无人机的航标智能监管系统及方法，其中，所述系统包括防水无人机、图像采集装置、GPS定位模块、地面工作站和图像数据处理终端，其中：所述防水无人机按照预先规划的飞行路线进行飞行或者进行定点检查；所述图像采集装置用于生成航标监管图像或者视频；所述GPS定位模块，用于采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息；所述地面工作站，用于接收航标监管图像或者视频，以及经纬度信息；所述图像数据处理终端，用于调用并展示所述航标分布水域的航标视频图片，以及对所述图像采集装置采集的图像或者视频进行比对分析，以识别航标损坏程度。本申请提供的技术方案，能够在降低成本的同时，提高航标监管的准确度。

Description

一种基于无人机的航标智能监管系统及方法

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别涉及一种基于无人机的航标智能监管系统及方法。

背景技术

目前，为了标示航道方向、界限和碍航物，通常会在水域上分布航标。随着时间的推移，航标会受到不同程度的侵蚀。受到侵蚀的航标会导致无法有效地进行水域标示，从而会引起安全隐患。

鉴于此，需要定期地对航标进行监管，从而及时地识别出受损航标。目前，在对航标进行监管时，可以沿着水域分布多个摄像装置，通过分析摄像装置拍摄的画面，从而可以确定出受损的航标。但是，这种方式成本相当高，而且需要定期对摄像装置进行维护。此外，由于摄像装置拍摄的范围有限，导致这种方式在进行航标识别时也不够全面，使得航标识别的精确度较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于无人机的航标智能监管系统及方法，能够在降低成本的同时，提高航标监管的准确度。

为实现上述目的，本申请提供一种基于无人机的航标智能监管系统，所述系统包括防水无人机、图像采集装置、GPS定位模块、地面工作站和图像数据处理终端，其中：

所述防水无人机，与所述地面工作站通过遥控装置进行无线连接，并按照预先规划的飞行路线进行飞行或者进行定点检查；

所述图像采集装置，用于在所述防水无人机的飞行过程中，对航标分布水域进行巡航拍摄和定点拍摄，以生成航标监管图像或者视频；

所述GPS定位模块，用于采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息；

所述地面工作站，用于接收所述图像采集装置生成的航标监管图像或者视频，以及用于接收所述GPS定位模块反馈的经纬度信息；

所述图像数据处理终端，用于调用并展示所述航标分布水域的航标视频图片，以及对所述图像采集装置采集的图像或者视频进行比对分析，以识别航标损坏程度。

进一步地，所述系统还包括无线信息传输模块，所述无线信息传输模块安装于所述防水无人机的机体内，并且所述无线信息传输模块分别与所述图像采集装置、所述GPS定位模块进行数据连接，并以无线信号向所述地面工作站定向传输所述图像采集装置采集的视频图像信号和所述GPS定位模块采集的图像拍摄位置的经纬度信息。

进一步地，所述图像采集装置包括云台和高清相机，并且所述图像采集装置安装于所述防水无人机底部。

进一步地，所述地面工作站通过所述遥控装置，控制所述防水无人机的飞行速度、飞行路线和飞行高度，并根据当前的航标实际巡检情况，控制所述防水无人机进行定点观测拍摄。

进一步地，所述图像数据处理终端包括显示屏、视频图像调用模块、航标图像数据处理模块以及图文证据制作模块；其中，所述视频图像调用模块、航标图像数据处理模块、图文证据制作模块分别与所述地面工作站和所述显示屏进行数据连接；

所述视频图像调用模块，用于调用截取拍摄的巡航水域的航标视频图片；

所述航标图像数据处理模块，用于对拍摄图像进行比对，以识别航标损坏程度；

所述图文证据制作模块，用于制作含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

为实现上述目的，本申请还提供一种航标智能监管方法，所述方法包括：

防水无人机按照预先规划的飞行线路进行巡航，并向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频；

若根据所述航标监管图像或者视频发现航标异常，所述防水无人机在航标异常位置处悬停拍摄，并向所述地面工作站传输定点拍摄数据；

对所述定点拍摄数据进行比对识别，以确定航标损坏程度，并生成表征航标异常的图像证据。

进一步地，所述方法还包括：

若根据所述航标监管图像或者视频未发现航标异常，所述防水无人机持续巡航至结束。

进一步地，在向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频时，所述方法还包括：

采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息，并向所述地面工作站反馈所述经纬度信息。

进一步地，生成表征航标异常的图像证据包括：

为受损航标添加表征拍摄时间、拍摄地点经纬度的巡检信息，以生成含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

由上可见，本申请提供的技术方案，可以利用无人机进行航标监管。在应用无人机进行航标巡航检查的过程中，能够快速发现航标丢失、锈蚀、涂层脱落、零件损坏等问题，具有监管成本低、灵活性强、发现及时、快速反馈损坏信息的优点，可以有效提高航标监管水平。

附图说明

图1为本申请实施例中航标智能监管系统的示意图；

图2为本申请实施例中航标智能监管方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

本申请提供一种基于无人机的航标智能监管系统，请参阅图1，所述系统包括防水无人机、图像采集装置、GPS定位模块、地面工作站和图像数据处理终端，其中：

所述防水无人机，与所述地面工作站通过遥控装置进行无线连接，并按照预先规划的飞行路线进行飞行或者进行定点检查；

所述图像采集装置，用于在所述防水无人机的飞行过程中，对航标分布水域进行巡航拍摄和定点拍摄，以生成航标监管图像或者视频；

所述GPS定位模块，用于采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息；

所述地面工作站，用于接收所述图像采集装置生成的航标监管图像或者视频，以及用于接收所述GPS定位模块反馈的经纬度信息；

所述图像数据处理终端，用于调用并展示所述航标分布水域的航标视频图片，以及对所述图像采集装置采集的图像或者视频进行比对分析，以识别航标损坏程度。

具体地，所述系统还包括无线信息传输模块，所述无线信息传输模块安装于所述防水无人机的机体内，并且所述无线信息传输模块分别与所述图像采集装置、所述GPS定位模块进行数据连接，并以无线信号向所述地面工作站定向传输所述图像采集装置采集的视频图像信号和所述GPS定位模块采集的图像拍摄位置的经纬度信息。

在实际应用中，所述图像采集装置包括云台和高清相机，并且所述图像采集装置安装于所述防水无人机底部。

所述地面工作站通过所述遥控装置，控制所述防水无人机的飞行速度、飞行路线和飞行高度，并根据当前的航标实际巡检情况，控制所述防水无人机进行定点观测拍摄。

具体地，所述图像数据处理终端包括显示屏、视频图像调用模块、航标图像数据处理模块以及图文证据制作模块；其中，所述视频图像调用模块、航标图像数据处理模块、图文证据制作模块分别与所述地面工作站和所述显示屏进行数据连接；

所述视频图像调用模块，用于调用截取拍摄的巡航水域的航标视频图片；

所述航标图像数据处理模块，用于对拍摄图像进行比对，以识别航标损坏程度；

所述图文证据制作模块，用于制作含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

在一个实际应用示例中，无人机机体一体成型，完全密封，可在小雨环境下正常作业飞行；图像采集装置包括云台和高清相机，安装于无人机底部，图像采集装置用于对航标分布水域进行巡航拍摄和定点拍摄，形成航标监管图像或视频；无线信息传输模块安装于无人机机体内，该模块与图像采集装置、GPS定位模块进行数据连接，并以无线信号向地面工作站定向传输图像采集装置采集的视频图像信号、GPS定位模块采集的图像拍摄位置的经纬度信息；根据事先获取的航标分布图在地面工作站规划设计无人机飞行路线；地面工作站与无人机通过遥控装置进行无线连接，用于控制无人机的飞行速度、飞行路线和飞行高度，并可根据航标实际巡检情况，进行定点观测拍摄；地面工作站与信息传输模块无线连接，用于接收信息传输模块发出的无线信号；图像数据处理终端包括显示屏、视频图像调用模块、航标图像数据处理模块、图文证据制作模块；所述视频图像调用模块、航标图像数据处理模块、图文证据制作模块分别与地面工作站和显示屏进行数据连接；视频图像调用模块用于调用截取拍摄的巡航水域的航标视频图片；航标图像数据处理模块用于对拍摄图像进行比对，识别航标损坏程度；图文证据制作模块用于制作含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

请参阅图2，本申请还提供一种应用于上述系统中的航标智能监管方法，所述方法包括：

S1：防水无人机按照预先规划的飞行线路进行巡航，并向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频；

S2：若根据所述航标监管图像或者视频发现航标异常，所述防水无人机在航标异常位置处悬停拍摄，并向所述地面工作站传输定点拍摄数据；

S3：对所述定点拍摄数据进行比对识别，以确定航标损坏程度，并生成表征航标异常的图像证据。

在一个实施方式中，所述方法还包括：

若根据所述航标监管图像或者视频未发现航标异常，所述防水无人机持续巡航至结束。

在一个实施方式中，在向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频时，所述方法还包括：

采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息，并向所述地面工作站反馈所述经纬度信息。

在一个实施方式中，生成表征航标异常的图像证据包括：

为受损航标添加表征拍摄时间、拍摄地点经纬度的巡检信息，以生成含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

由上可见，本发明公开了一种基于无人机的航标智能监管系统，其中包括防水无人机、图像采集装置、GPS定位模块、地面工作站和图像数据处理终端。本发明还公开了一种航标智能监管的方法，包括控制无人机飞行速度、路线和高度、视频图像拍摄、无线信息传输与接收、视频图像显示、航标图像分析比对、位置标注和图文证据制作等步骤。本发明提供的用于航标智能监管的无人机系统及方法，在应用无人机进行航标巡航检查的过程中，能够快速发现航标丢失、锈蚀、涂层脱落、零件损坏等问题，具有监管成本低、灵活性强、发现及时、快速反馈损坏信息的优点，可以有效提高航标监管水平。

上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。

Claims (9)

1.一种基于无人机的航标智能监管系统，其特征在于，所述系统包括防水无人机、图像采集装置、GPS定位模块、地面工作站和图像数据处理终端，其中：

所述防水无人机，与所述地面工作站通过遥控装置进行无线连接，并按照预先规划的飞行路线进行飞行或者进行定点检查；

所述图像采集装置，用于在所述防水无人机的飞行过程中，对航标分布水域进行巡航拍摄和定点拍摄，以生成航标监管图像或者视频；

所述GPS定位模块，用于采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息；

所述地面工作站，用于接收所述图像采集装置生成的航标监管图像或者视频，以及用于接收所述GPS定位模块反馈的经纬度信息；

所述图像数据处理终端，用于调用并展示所述航标分布水域的航标视频图片，以及对所述图像采集装置采集的图像或者视频进行比对分析，以识别航标损坏程度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括无线信息传输模块，所述无线信息传输模块安装于所述防水无人机的机体内，并且所述无线信息传输模块分别与所述图像采集装置、所述GPS定位模块进行数据连接，并以无线信号向所述地面工作站定向传输所述图像采集装置采集的视频图像信号和所述GPS定位模块采集的图像拍摄位置的经纬度信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置包括云台和高清相机，并且所述图像采集装置安装于所述防水无人机底部。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面工作站通过所述遥控装置，控制所述防水无人机的飞行速度、飞行路线和飞行高度，并根据当前的航标实际巡检情况，控制所述防水无人机进行定点观测拍摄。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像数据处理终端包括显示屏、视频图像调用模块、航标图像数据处理模块以及图文证据制作模块；其中，所述视频图像调用模块、航标图像数据处理模块、图文证据制作模块分别与所述地面工作站和所述显示屏进行数据连接；

所述视频图像调用模块，用于调用截取拍摄的巡航水域的航标视频图片；

所述航标图像数据处理模块，用于对拍摄图像进行比对，以识别航标损坏程度；

所述图文证据制作模块，用于制作含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

6.一种应用于如权利要求1至5中任一所述的系统中的航标智能监管方法，其特征在于，所述方法包括：

防水无人机按照预先规划的飞行线路进行巡航，并向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频；

若根据所述航标监管图像或者视频发现航标异常，所述防水无人机在航标异常位置处悬停拍摄，并向所述地面工作站传输定点拍摄数据；

对所述定点拍摄数据进行比对识别，以确定航标损坏程度，并生成表征航标异常的图像证据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若根据所述航标监管图像或者视频未发现航标异常，所述防水无人机持续巡航至结束。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在向地面工作站实时回传生成的航标监管图像或者视频时，所述方法还包括：

采集所述航标监管图像或者视频对应的经纬度信息，并向所述地面工作站反馈所述经纬度信息。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，生成表征航标异常的图像证据包括：

为受损航标添加表征拍摄时间、拍摄地点经纬度的巡检信息，以生成含有标注受损航标、拍摄时间、拍摄地点经纬度的图像证据。

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