一种位于无人机上的沙漠区域道路检测方法

摘要

本发明涉及一种位于无人机上的沙漠区域道路检测方法，该方法包括下列步骤：1)提供一种位于无人机上的沙漠区域道路检测平台，所述检测平台包括GPS定位设备、气压高度传感设备、线阵数码航空摄影设备、图像检测设备和嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备与所述GPS定位设备、所述气压高度传感设备、所述线阵数码航空摄影设备和所述图像检测设备分别连接，基于所述GPS定位设备输出的实时定位数据和所述气压高度传感设备输出的实时高度确定是否启动所述线阵数码航空摄影设备和所述图像检测设备以实现对所述沙漠区域的道路检测；2)运行所示检测平台。

主权项

一种位于无人机上的沙漠区域道路检测方法，该方法包括下列步骤：1)提供一种位于无人机上的沙漠区域道路检测平台，所述检测平台包括GPS定位设备、气压高度传感设备、线阵数码航空摄影设备、图像检测设备和嵌入式处理设备，所述嵌入式处理设备与所述GPS定位设备、所述气压高度传感设备、所述线阵数码航空摄影设备和所述图像检测设备分别连接，基于所述GPS定位设备输出的实时定位数据和所述气压高度传感设备输出的实时高度确定是否启动所述线阵数码航空摄影设备和所述图像检测设备以实现对所述沙漠区域的道路检测；2)运行所示检测平台；所述检测平台还包括：供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；静态存储设备，用于预先存储沙漠区域道路R通道范围、沙漠区域道路G通道范围、沙漠区域道路B通道范围，所述沙漠区域道路R通道范围、所述沙漠区域道路G通道范围和所述沙漠区域道路B通道范围用于将RGB图像中的沙漠区域道路与RGB图像背景分离；无线通信接口，与远端的道路绘制服务平台建立双向的无线通信链路，用于接收所述道路绘制服务平台发送的飞行控制指令，所述飞行控制指令中包括所述沙漠区域正上方位置对应的目的GPS数据和目的拍摄高度；清晰化处理设备，位于所述线阵数码航空摄影设备和所述图像检测设备之间，接收所述线阵数码航空摄影设备对沙漠区域拍摄的沙漠区域图像，对所述沙漠区域图像进行去雾霾处理以获得去雾霾沙漠区域图像，替代所述沙漠区域图像，将所述去雾霾沙漠区域图像输入所述图像检测设备以实现对所述沙漠区域的道路检测；所述清晰化处理设备包括：雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测无人机所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在0到1之间；整体大气光值获取子设备，与所述线阵数码航空摄影设备连接以获得所述沙漠区域图像，计算所述沙漠区域图像中每一像素的灰度值，将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述线阵数码航空摄影设备和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述沙漠区域图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和0中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将1减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述线阵数码航空摄影设备、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将1减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述沙漠区域图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述沙漠区域图像中每一个像素的像素值包括所述沙漠区域图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成所述去雾霾沙漠区域图像；所述图像检测设备与所述静态存储设备和所述清晰化处理设备分别连接，所述图像检测设备包括：直方图均衡化子设备，与所述清晰化处理设备连接，对所述去雾霾沙漠区域图像执行基于直方图均衡化的图像增强处理，以获得道路与背景对比度增强的增强图像；图像分离子设备，与所述静态存储设备和所述直方图均衡化子设备分别连接，计算所述增强图像中每一个像素的R通道值、G通道值和B通道值，当某一像素的R通道值在所述沙漠区域道路R通道范围内、G通道值在所述沙漠区域道路G通道范围内且B通道值在所述沙漠区域道路B通道范围内时，将其确定为道路像素，将所述增强图像中所有道路像素组合以形成道路子图像；小波滤波子设备，与所述图像分离子设备连接，基于哈尔小波滤波器对所述道路子图像执行滤波处理，以获得滤除噪声像素的滤波道路子图像；最小二乘拟合子设备，与所述小波滤波子设备连接，基于最小二乘拟合算法对所述滤波道路子图像执行拟合处理以确定道路曲线，所述道路曲线为与所述滤波道路子图像中所有像素的距离平方和最小的一条曲线；所述嵌入式处理设备与所述无线通信接口、所述GPS定位设备、所述气压高度传感设备、所述线阵数码航空摄影设备、所述清晰化处理设备和所述图像检测设备分别连接，接收所述无线通信接口转发的飞行控制指令，对所述飞行控制指令解析以获得所述沙漠区域正上方位置对应的目的GPS数据和目的拍摄高度，在所述实时高度与所述目的拍摄高度匹配且所述实时定位数据与所述目的GPS数据匹配时，进入道路识别模式，在所述实时高度与所述目的拍摄高度不匹配或所述实时定位数据与所述目的GPS数据不匹配时，进入沙漠区域寻找模式；其中，所述嵌入式处理设备在所述道路识别模式中，启动所述线阵数码航空摄影设备、所述清晰化处理设备和所述图像检测设备，接收所述去雾霾沙漠区域图像和所述道路曲线，确定所述道路曲线在所述去雾霾沙漠区域图像中的相对位置，基于所述相对位置、所述实时定位数据和所述实时高度确定所述道路曲线的定位信息，所述道路曲线的定位信息包括所述道路曲线的起点的定位信息和所述道路曲线的终点的定位信息；所述无线通信接口接收所述道路曲线以及所述道路曲线的定位信息，并将所述道路曲线以及所述道路曲线的定位信息无线发送给所述道路绘制服务平台；无人机驱动设备，与所述嵌入式处理设备连接，用于在所述嵌入式处理设备的控制下驱动所述无人机飞往所述沙漠区域正上方位置。