申请日2016.08.24
公开(公告)日2016.11.09
IPC分类号G05D1/10; B64C39/02; G01J5/10
摘要
本发明提供一种基于无人机的污水暗排口检测方法及系统，所述方法包括：控制无人机在观测区域进行巡回监测，实时拍摄区域红外图像并记录拍摄图像时所对应的无人机的拍摄位置;提取所述区域红外图像的图像特征并结合异质水体的红外图像特征以识别污水暗排口可疑点;对污水暗排口可疑点进行定点红外拍摄并对所拍摄的红外图像进行处理，对污水暗排口可疑点进行确认。本发明提供的基于无人机的污水暗排口检测方法检测精度高，可实现小尺度上污水暗排口的快速、准确检测。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于无人机的污水暗排口检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、控制无人机在观测区域进行巡回监测，实时拍摄区域红外图像并记录拍摄图像时所对应的无人机的拍摄位置;
步骤S2、提取所述区域红外图像的图像特征并结合异质水体的红外图像特征以识别污水暗排口可疑点;
步骤S3、对污水暗排口可疑点进行定点红外拍摄并对所拍摄的红外图像进行处理，对污水暗排口可疑点进行确认。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的污水暗排口检测方法，其特征在于，所述提取所述区域红外图像的图像特征并结合异质水体的红外图像特征以识别污水暗排口可疑点，进一步包括：
所述异质水体区域的热红外图像会呈现类似圆形的中心辐射状特征，当某观测区域所述区域红外图像呈现类似圆形的中心辐射状特征时，则判断该区域为污水暗排口可疑点。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的污水暗排口检测方法，其特征在于，所述对所拍摄的红外图像进行处理，对污水暗排口可疑点进行确认，进一步包括：
对所拍摄的红外图像进行处理，作出温度频数直方图，并根据所述温度频数直方图的形状确认污水暗排口可疑点是否存在污水暗排口。
4.根据权利要求3所述的基于无人机的污水暗排口检测方法，其特征在于，所述根据所述温度频数直方图的形状确认污水暗排口可疑点是否存在污水暗排口，进一步包括：
若存在污水暗排口，所述温度频数直方图的形状呈现出从低温到高温逐渐下降的左偏分布趋势;
若不存在污水暗排口，所述温度频数直方图的形状是正态分布。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的污水暗排口检测方法，其特征在于，所述对污水暗排口可疑点进行定点红外拍摄时，无人机悬停时间为至少5秒。
6.一种基于无人机的污水暗排口检测系统，其特征在于，包括：
无人机，用于在观测区域进行巡回监测;
飞行控制单元，用于控制无人机飞行操作;
图像采集单元，用于实时采集观测区域的区域红外图像以及定点拍摄污水暗排口可疑点的红外图像;
图像处理单元，用于对污水暗排口可疑点的红外图像信息进行处理并作出温度频数直方图;
判断单元，用于根据所述区域红外图像的图像特征判断是否存在污水暗排口可疑点，以及根据所述温度频数直方图对污水暗排口可疑点进行确认。
7.根据权利要求6所述的基于无人机的污水暗排口检测系统，其特征在于，所述图像采集单元采用高精度红外测温成像镜头。
说明书
一种基于无人机的污水暗排口检测方法及系统
技术领域
本发明涉及环境检测领域，特别涉及一种基于无人机的污水暗排口检测方法及系统。
背景技术
近年来，环保问题日益严重，其中水污染现象尤为突出。污水处理和排放问题也越发尖锐，对于污水处理厂的污水处理和排放过程控制也越来越引起更多人的重视。目前，污水偷排现象十分严重，存在很多隐蔽的污水暗排口。
现有的环境监测技术中，其往往通过工作人员定期监测排放源，以识别其是否存在污染现象。但工作人员检测过程中，其往往难以获得原始数据，从而不能实现对水体污染源的正确判断;同时，由于污染的扩散性，违法排放进入河流的污水很容易被稀释，传统的监测点很难测出偷排的污水，也很难准确判断具体的污水暗排口;现有的环境监测方法也需要大量的人力、物力来进行大规模采样，成本高。
目前亟需一种简单精确的污水暗排口检测手段。
发明内容
针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种基于无人机的污水暗排口检测方法及系统，检测精度高，可实现小尺度上污水暗排口的快速、准确检测。
水温是评估水体污染的常用指标之一，热红外遥感技术对于污水暗排口检测是一种可行的并且灵敏度较高的方法。发明基于红外检测技术进行污水暗排口的检测。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供一种基于无人机的污水暗排口检测方法，包括如下步骤：
步骤S1、控制无人机在观测区域进行巡回监测，实时拍摄区域红外图像并记录拍摄图像时所对应的无人机的拍摄位置。
步骤S2、提取所述区域红外图像的图像特征并结合异质水体的红外图像特征以识别污水暗排口可疑点;异质水体区域的热红外图像会呈现类似圆形的中心辐射状特征，当某观测区域所述区域红外图像呈现类似圆形的中心辐射状特征时，则判断该区域为污水暗排口可疑点。
步骤S3、对污水暗排口可疑点进行定点红外拍摄并对所拍摄的红外图像进行处理，对污水暗排口可疑点进行确认;对所拍摄的红外图像进行处理，作出温度频数直方图，并根据所述温度频数直方图的形状确认污水暗排口可疑点是否存在污水暗排口;若存在污水暗排口，所述温度频数直方图的形状呈现出从低温到高温逐渐下降的左偏分布趋势;若不存在污水暗排口，所述温度频数直方图的形状是正态分布。
进一步，本发明所述对污水暗排口可疑点进行定点红外拍摄时，无人机至少悬停5秒，以拍摄完整的红外图像。
本发明还提供一种基于无人机的污水暗排口检测系统，包括：
无人机，用于在观测区域进行巡回监测;
飞行控制单元，用于控制无人机飞行操作;
图像采集单元，用于实时采集观测区域的区域红外图像以及定点拍摄污水暗排口可疑点的红外图像;
图像处理单元，用于对污水暗排口可疑点的红外图像信息进行处理并作出温度频数直方图;
判断单元，用于根据所述区域红外图像的图像特征判断是否存在污水暗排口可疑点以及根据所述温度频数直方图对污水暗排口可疑点进行确认。
进一步，本发明所述图像采集单元采用高精度红外测温成像镜头。
本发明提供的一种基于无人机的污水暗排口检测方法及系统与现有技术相比具有以下优点：
(1)检测精度高，可实现小尺度上污水暗排口的快速、准确检测;
(2)不受时间与空间的限制，可避免企业事先对暗排放口进行隐蔽处理，从而获得真实监测结果。