CN116011163B - 基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，包括：采集执行机构，用于执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作；长度解析设备，用于对水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于水渠曲线在多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；需求发布设备，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度进行无线发送。通过本发明，能够引入针对性的长度解析机制对每一处水渠的水渠行进长度进行精确判断，进而获取双向电缆的长度铺设需求，从而在提升电缆利用率的同时，完成大面积的水渠遍历测量和需求分析。

Description

基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统

技术领域

本发明涉及电缆铺设领域，尤其涉及一种基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统。

背景技术

电缆铺设是指沿经勘查的路由布放、安装电缆以形成电缆线路的过程。根据使用场合，可分为架空、地下（管道和直埋）、水底、墙壁和隧道等几种铺设方式。合理选择电缆的铺设方式对保证线路的传输质量、可靠性和施工维护等都是十分重要的。

例如，长途通信电缆为保证其通信安全可靠，一般采用直埋铺设方式。市内主干电缆（中继和用户主干电缆）为保证其通信安全可靠、安装更换方便和市容美观等，一般采用管道铺设方式。市内配线电缆可采用架空和墙壁铺设方式，随着现代化城市建设的发展，也将逐步为管道铺设方式所取代。

现有技术中也公开了不同条件下的电缆铺设装置或方法，例如申请公布号为CN114362057A的发明公开了一种自适应夹持型地下管廊电缆铺设牵引装置，包括自适应型弹性夹持固定组件、单边驱动式可调型牵引组件、折叠收纳组件和升降支撑组件。该装置的目的是设计一种高效节能、集成度高、占用空间小的自适应夹持型地下管廊电缆铺设牵引装置，在无任何驱动单元和传感器元件的情况下，利用电缆自身的重量产生驱动力，实现了对电缆的弹性支撑和固定夹持，仅靠单一的驱动单元，实现了调节两侧牵引履带距离的同时仍能保持牵引履带转动的技术难题，不仅精简了牵引设备，节约了电力资源，达到了节能减排的效果，十分有利于牵引设备在地下管廊电缆铺设工程中应用。再如申请公布号为CN114329308A的申请公开了适用于海床频繁冲淤海域的海底电缆掩埋式防护方法，具体实现方案为：根据潮沟宽度值和海底电缆外径长度，计算得出海底电缆上层覆盖土的保护值；根据保护值对海底电缆进行掩埋处理；对铺设海底电缆的附近海域进行M次地质采样，获取M个采集点的地质泥沙粒径级配，M为大于或等于20的整数；根据地质泥沙粒径级配，计算得出海底电缆路由的平均特征泥沙粒径值；根据平均特征泥沙粒径值，确定土工布的网格尺寸，将土工布覆盖在上层覆盖土上方；根据海底电缆所处海域的具体状态，在土工布上方设置保护结构。该申请实现了一种潮沟频繁摆动地貌下的海底电缆浅层掩埋的防冲防护结构，对于海底电缆的安全防护具有重要指导意义。

在执行对每一水渠的电缆铺设时，通常采用包括前馈电缆和反馈电缆两种相同长度的双向电缆进行沿着水渠行进方向的铺设操作，由于不同水渠的水渠行进方向以及水渠长度不同，同时水渠可能分布面积较广，采用现场测量每一水渠的长度以获得实际需要的铺设电缆长度，这种铺设模式难以达到快速铺设电缆的目的，同时解析精度的偏低或多或少会造成供给铺设电缆长度不足或者过多。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，在采用无人监控平台对每一处水渠执行定点数据采集的基础上，引入针对性的长度解析机制对每一处水渠的水渠行进长度进行精确判断，进而获取每一处水渠需要的双向电缆的长度铺设需求，从而避免现场电缆供应不足或者供应过量。

本发明的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统包括；

定位供应机构，设置在无人监控飞行器内，用于提供所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据；

命令触发机构，设置在所述定位供应机构的附近且与所述定位供应机构连接，用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令；

采集执行机构，设置在无人监控飞行器的底部，与所述命令触发机构连接，用于在接收到所述采集触发命令时，执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作，以获得铺设环境画面；

多级处理设备，与所述采集执行机构连接，用于对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理，以获得多级处理画面；

水渠鉴定设备，与所述多级处理设备连接，用于基于水渠的几何形状特性鉴定接收到的多级处理画面中的水渠成像区域；

长度解析设备，与所述水渠鉴定设备连接，用于对所述水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

需求发布设备，设置在无人监控飞行器内且内置无线通信单元以与远端的智慧农业服务器无线连接，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度包括：获取遍历的各个像素点分别对应的各个景深数值，将所述各个景深数值中出现频率最多的景深数值作为遍历的各个像素点的参考景深数值；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度还包括：确定的对应的水渠行进长度与所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量正向关联，且与遍历的各个像素点的参考景深数值正向关联。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述。

图1为根据本发明第一实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图。

图2为根据本发明第二实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图。

图3为根据本发明第三实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图。

实施方式

下面将参照附图对本发明的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的实施方案进行详细说明。

第一实施方案

图1为根据本发明第一实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图，所述系统包括：

定位供应机构，设置在无人监控飞行器内，用于提供所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据；

示例地，提供的所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据为伽利略定位数据、GPS定位数据或者北斗星定位数据中的一种或者多种；

命令触发机构，设置在所述定位供应机构的附近且与所述定位供应机构连接，用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令；

示例地，待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息也可以为伽利略定位信息、GPS定位信息或者北斗星定位信息中的一种或者多种；

采集执行机构，设置在无人监控飞行器的底部，与所述命令触发机构连接，用于在接收到所述采集触发命令时，执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作，以获得铺设环境画面；

多级处理设备，与所述采集执行机构连接，用于对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理，以获得多级处理画面；

示例地，可以采用MATLAB工具箱来实现对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理的处理效果的测试和分析；

水渠鉴定设备，与所述多级处理设备连接，用于基于水渠的几何形状特性鉴定接收到的多级处理画面中的水渠成像区域；

长度解析设备，与所述水渠鉴定设备连接，用于对所述水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

需求发布设备，设置在无人监控飞行器内且内置无线通信单元以与远端的智慧农业服务器无线连接，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

示例地，将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器包括：在水渠行进长度为5公里时，将10公里作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

以及示例地，所述智慧农业服务器可以采用大数据服务器或者云端服务器来实现；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度包括：获取遍历的各个像素点分别对应的各个景深数值，将所述各个景深数值中出现频率最多的景深数值作为遍历的各个像素点的参考景深数值；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度还包括：确定的对应的水渠行进长度与所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量正向关联，且与遍历的各个像素点的参考景深数值正向关联。

第二实施方案

图2为根据本发明第二实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图。

如图2所示，的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统可以包括：

定位供应机构，设置在无人监控飞行器内，用于提供所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据；

命令触发机构，设置在所述定位供应机构的附近且与所述定位供应机构连接，用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令；

采集执行机构，设置在无人监控飞行器的底部，与所述命令触发机构连接，用于在接收到所述采集触发命令时，执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作，以获得铺设环境画面；

多级处理设备，与所述采集执行机构连接，用于对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理，以获得多级处理画面；

水渠鉴定设备，与所述多级处理设备连接，用于基于水渠的几何形状特性鉴定接收到的多级处理画面中的水渠成像区域；

长度解析设备，与所述水渠鉴定设备连接，用于对所述水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

需求发布设备，设置在无人监控飞行器内且内置无线通信单元以与远端的智慧农业服务器无线连接，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

信息存储芯片，与所述命令触发机构连接，用于存储待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息；

示例地，所述信息存储芯片设置在无人监控飞行器内且可以采用TF存储芯片或者CF存储芯片来实现。

第三实施方案

图3为根据本发明第三实施方案示出的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的结构方框图。

如图3所示的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统可以包括：

定位供应机构，设置在无人监控飞行器内，用于提供所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据；

命令触发机构，设置在所述定位供应机构的附近且与所述定位供应机构连接，用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令；

采集执行机构，设置在无人监控飞行器的底部，与所述命令触发机构连接，用于在接收到所述采集触发命令时，执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作，以获得铺设环境画面；

多级处理设备，与所述采集执行机构连接，用于对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理，以获得多级处理画面；

水渠鉴定设备，与所述多级处理设备连接，用于基于水渠的几何形状特性鉴定接收到的多级处理画面中的水渠成像区域；

长度解析设备，与所述水渠鉴定设备连接，用于对所述水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

需求发布设备，设置在无人监控飞行器内且内置无线通信单元以与远端的智慧农业服务器无线连接，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

同步控制设备，分别与所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元连接；

其中，所述同步控制设备用于执行所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元中两两单元的同步控制。

接着，继续对本发明的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统的具体结构进行进一步的说明。

在根据本发明任一实施方案的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统中：

确定的对应的水渠行进长度与所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量正向关联，且与遍历的各个像素点的参考景深数值正向关联包括：采用二输入一输出的数值公式表述所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值与确定的对应的水渠行进长度的数值对应关系。

在根据本发明任一实施方案的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统中：

所述多级处理设备包括画面接收单元、增强处理单元、第一锐化单元、第二锐化单元以及画面发送单元，所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元顺序连接；

其中，所述增强处理单元用于对接收到的铺设环境画面执行应用频域的图像内容增强处理；

其中，所述第一锐化单元用于对接收到的画面信号执行水平方向锐化处理，所述第二锐化单元用于对接收到的画面信号执行垂直方向锐化处理。

在根据本发明任一实施方案的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统中：

所述命令触发机构还用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息不匹配时，发出停止采集命令；

其中，所述采集执行机构还用于在接收到所述停止采集命令时，暂缓执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作。

在根据本发明任一实施方案的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统中：

在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令包括：待铺设双向电缆的水渠的中央位置为沿着铺设双向电缆的水渠的行进方向的水渠长度的中间位置；

其中，在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令还包括：所述双向电缆包括前馈电缆和反馈电缆两种相同长度的电缆；

其中，在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令还包括：在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息相同时，发出采集触发命令。

另外，在所述基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统中，采用二输入一输出的数值公式表述所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值与确定的对应的水渠行进长度的数值对应关系包括：所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值作为所述数值公式的二输入参数，确定的对应的水渠行进长度作为所述数值公式的一输出参数。

本发明的突出实质性特点为：

1.采用无人监控飞行平台对待铺设双向电缆的水渠执行水渠行进长度的视觉检测，基于检测的水渠行进长度确定双倍数值的待铺设双向电缆的长度需求，从而为各处水渠铺线快速、准确给出分别对应的各个电缆铺线长度需求；

2.对水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，确定所述水渠曲线在多级优化后的飞行俯拍画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

3.确定水渠曲线在多级优化后的飞行俯拍画面中遍历的各个像素点的参考景深数值时，获取遍历的各个像素点分别对应的各个景深数值，将所述各个景深数值中出现频率最多的景深数值作为遍历的各个像素点的参考景深数值。

采用本发明的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，针对现有技术中各处水渠双向电缆的长度铺设需求难以快速、准确解析的技术问题，能够引入针对性的长度解析机制对每一处水渠的水渠行进长度进行精确判断，进而获取双向电缆的长度铺设需求，从而在提升电缆利用率的同时，完成大面积的水渠遍历测量和需求分析。

这里虽参照附图详述了本发明的具体实施方式，但应理解，本发明不限于这些精密的实施方案，它们不准备把本发明穷举或限于所揭示的精密形式，因而众多修正与变化是显而易见的。

Claims (10)

1.一种基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于，所述系统包括：

定位供应机构，设置在无人监控飞行器内，用于提供所述无人监控飞行器当前的飞行位置数据；

命令触发机构，设置在所述定位供应机构的附近且与所述定位供应机构连接，用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令；

采集执行机构，设置在无人监控飞行器的底部，与所述命令触发机构连接，用于在接收到所述采集触发命令时，执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作，以获得铺设环境画面；

多级处理设备，与所述采集执行机构连接，用于对接收到的铺设环境画面顺序执行应用频域的图像内容增强处理、水平方向锐化处理以及垂直方向锐化处理，以获得多级处理画面；

水渠鉴定设备，与所述多级处理设备连接，用于基于水渠的几何形状特性鉴定接收到的多级处理画面中的水渠成像区域；

长度解析设备，与所述水渠鉴定设备连接，用于对所述水渠成像区域进行沿着水渠的行进方向的拟合处理，以获得水渠曲线，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度；

需求发布设备，设置在无人监控飞行器内且内置无线通信单元以与远端的智慧农业服务器无线连接，用于将水渠行进长度的双倍数值作为待铺设双向电缆的需求长度无线发送给所述智慧农业服务器；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度包括：获取遍历的各个像素点分别对应的各个景深数值，将所述各个景深数值中出现频率最多的景深数值作为遍历的各个像素点的参考景深数值；

其中，基于所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值确定对应的水渠行进长度还包括：确定的对应的水渠行进长度与所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量正向关联，且与遍历的各个像素点的参考景深数值正向关联。

2.如权利要求1所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于，所述系统还包括：

信息存储芯片，与所述命令触发机构连接，用于存储待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息。

3.如权利要求1-2任一所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

确定的对应的水渠行进长度与所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量正向关联，且与遍历的各个像素点的参考景深数值正向关联包括：采用二输入一输出的数值公式表述所述水渠曲线在所述多级处理画面中的遍历的像素点数量以及遍历的各个像素点的参考景深数值与确定的对应的水渠行进长度的数值对应关系。

4.如权利要求1-2任一所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

所述多级处理设备包括画面接收单元、增强处理单元、第一锐化单元、第二锐化单元以及画面发送单元，所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元顺序连接。

5.如权利要求4所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于，所述系统还包括：

同步控制设备，分别与所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元连接；

其中，所述同步控制设备用于执行所述画面接收单元、所述增强处理单元、所述第一锐化单元、所述第二锐化单元以及所述画面发送单元中两两单元的同步控制。

6.如权利要求5所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

所述增强处理单元用于对接收到的铺设环境画面执行应用频域的图像内容增强处理。

7.如权利要求6所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

所述第一锐化单元用于对接收到的画面信号执行水平方向锐化处理，所述第二锐化单元用于对接收到的画面信号执行垂直方向锐化处理。

8.如权利要求1-3任一所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

所述命令触发机构还用于在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息不匹配时，发出停止采集命令；

其中，所述采集执行机构还用于在接收到所述停止采集命令时，暂缓执行对无人监控飞行器的正下方环境的即时采集动作。

9.如权利要求1-3任一所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令包括：待铺设双向电缆的水渠的中央位置为沿着铺设双向电缆的水渠的行进方向的水渠长度的中间位置。

10.如权利要求9所述的基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统，其特征在于：

在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令还包括：所述双向电缆包括前馈电缆和反馈电缆两种相同长度的电缆；

其中，在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息匹配时，发出采集触发命令还包括：在接收到的飞行位置数据与待铺设双向电缆的水渠的中央位置的定位信息相同时，发出采集触发命令。