基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统及其巡检方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统及其巡检方法，包括信息采集系统，用于沿油气管线采集影像信息及确定影像地理位置信息；地面移动站，用于设备的转载以及对采集的数据进行处理和上传；数据管理中心，用于与地面移动站的通信以及与PC端或移动端的信息交互。本发明专利技术所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统沿油气管线快速巡检并且能够自动识别出沿油气管线周边出现的违规施工车辆、违法施工建筑、裸露的地表等对油气管道存在危险的情况，大大提高了巡检效率和降低了人工巡检的劳动强度。

Oil and gas pipeline inspection system based on aerial image of UAV and its inspection method

The invention discloses a UAV aerial image based on the oil and gas pipeline inspection system and inspection method, including the information acquisition system for oil and gas along the line collecting image information and image to determine the geographic position information; ground mobile station equipment for transshipment and the collecting data processing and data management center for upload; communication with the ground mobile station and PC terminal or the mobile terminal information interaction. The invention of the UAV aerial images of the oil and gas pipeline inspection system based on inspection of oil and gas pipeline along the fast line and can automatically identify the illegal construction vehicles, along oil and gas pipelines around the illegal construction, the bare surface are dangerous for oil and gas pipelines, greatly improves the inspection efficiency and reduce labor the intensity of manual inspection.

【技术实现步骤摘要】
基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统及其巡检方法
本专利技术涉及一种油气管线巡检系统及其巡检方法，尤其是涉及一种基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统及其巡检方法。
技术介绍
管道的线路巡检工作人工巡检为主，由于输油管线距离长，分布范围广，环境复杂，采用传统的人工巡检方式成本高，效率低，安全隐患大，如一些恶劣地形和天气条件下，人员难以到达；近年来，油气管道从业者对无人机在管线巡检方面进行了分析应用，在现有技术中，申请号为201610765147.9，申请公布号为CN106227229A的中国专利就公布了专利技术名称为一种基于无人机的油气管道巡检系统及巡检方法，其包括无人机本体和地面站；在所述无人机本体内设有飞行控制系统、任务执行系统、稳压模块和第一电源模块，所述第一电源模块通过稳压模块向飞行控制系统和任务执行系统提供电源，所述飞行控制系统和任务执行系统与地面站采用无线通信方式传输数据；所述地面站包括地面监控计算机、遥控器、与地面监控计算机连接的第一显示器、第二显示器、第二数传电台和第二图传电台，第二电源模块通过电源管理模块分别向地面监控计算机、第二数传电台和第二图传电台提供电源。其应用任务执行系统的高清运动摄像头采集的油气管道图像经其他相关模块将影像信息传递给地面站，并保持在地面站的计算机内。但其存在以下几个问题：一是，其只能代替人工巡视和将巡视的结果存储起来，其不能对巡检结果中的具体情况(例如：管线范围内所出现的工程车辆、施工后的裸露地表、违章建筑和自然形成的地表破坏等等)进行自动识别区分，在我国约12万公里的油气管线上，对其附近的具体情况均进行人工分检工作量依然很大；二是，其无法将检测信息实时推送到巡检人员更不能将不同类的检测结果推送到相应的监管部门也不能将数据分类入库，不利于各个监管部门之间的协同合作，也不利于巡检数据分类入库和后续监管人员的检查；三是，其仅用飞机代替人工进行查看油气管线这样的巡检效率依然很低不利于油气管线上潜在危险的急速发现和及时制止。因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，可以极大的提高巡检效率，并能自动、快速分检出油气管线处以及周边的工程车辆、违法建筑施工等可疑目标。具体而言通过以下技术方案实现：本专利技术的基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，包括信息采集系统，用于沿油气管线采集影像信息及确定影像地理位置信息；地面移动站，用于设备的转载以及对采集的数据进行处理和上传；所述信息采集系统包括处理单元、储存模块一、用于与地面移动站进行数据传输的数据传输模块一、用于采集沿油气管线影像的影像采集模块和用于确定影像地理位置的定位系统；所述储存模块一、数据传输模块一、影像采集模块、定位系统与所述处理单元连接；所述地面移动站包括主控单元、信息显示系统、用于与数据传输模块一进行数据传输的数据传输模块二、用于对影像中可疑目标进行自动识别的分检系统和用于对信息采集系统实施遥感和操控的遥感操控系统；所述分检系统、数据传输模块二、遥感操控系统与主控单元连接，所述信息显示系统输入端与主控单元输出端连接。进一步，所述分检系统包括图像处理模块和用于对影像中可疑目标进行自动识别的卷积神经网络单元；所述图像处理模块、卷积神经网络单元分别与主控单元连接。进一步，还包括移动端和/或PC端以及用于接收、存储影像数据和向移动端和/或PC端推送可疑目标检测结果的数据管理中心；所述的数据管理中心包括服务器或云平台；所述数据管理中心与地面移动站通过有线网或无线网路连接。进一步，还包括用于沿油气管线飞行的无人机，所述的影像采集模块和定位系统设置在无人机上。进一步，所述影像采集模块包括遥感相机，所述定位系统包括POS系统与GNSS系统。进一步，所述显示系统包括仪表显示模块，所述仪表显示模块输出端与主控单元输入端连接。一种应用所述的基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统对油气管线进行巡检的方法，包括以下步骤：a.人工采集油气管线的影像信息并筛选出含有可疑目标的影像；b.将含有可疑目标的影像信息通过卷积神经网络单元制作成参考模型并将参考模型储存于分检系统；c.无人机利用GNSS导航系统按储存的油气管线轨迹信息飞行并进行航拍，无人在利用遥感相机航拍的同时触发POS系统，在拍照时生成照片对应的POS信息，并将照片和POS信息分别储存；d.将无人机采集的影像信息与POS信息传入地面移动站的分检系统中，分检系统基于卷积神经网络对影像信息中可疑目标自动识别分类并读取其地理位置信息数据，分检系统对处理过后的影像信息识别出来的疑似目标影像及其地理位置信息通过网络上传至数据管理中心；e.数据管理中心对上传的数据进行分类管理与入库，同时利用网络推送含有疑似目标的影像及其地理位置至PC端与移动端；f.巡检人员根据数据管理中心推送到移动端上的含有疑似目标的影像及其地理位置到达疑似目标的位置进行处理，并将处理后的结果通过移动端上传至数据中心。进一步，所述制作参考模型的步骤如下：1)将人工采集的含有可疑目标的影像经图像处理模块自动加人工判读处理后得到用于卷积神经网络单元训练的训练样本；2)将训练样本输入到卷积神经网络单元，从图像像素开始，利用卷积神经网络单元建立图像的深度学习网络，通过逐层特征提取得到图像的数学表达；从关联性的训练样本之间的关系开始，利用卷积神经网络单元建立关联性训练样本间关系的交互增强网络，通过逐层学习得到训练样本间关系表达；3)利用训练样本间关系表达和训练样本图像表达共同形成参考模型。本专利技术的有益效果：本专利技术的基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，通过其分检系统将信息采集系统的信息进行地理定位和自动识别分类，省去了人工对油气管线上的具体情况的分类；通过其数据管理中心将分检系统信息的结果推送到各管理部的PC端和地面移动站的计算机中或巡检人员及其他相关人员的移动端，巡检人员根据移动端影像及其地理位置到达相应的位置进行处理并将处理结果通过网路上传至数据中心，便于数据分类入库，提高了油气管道的安全管控水平，提高了管道巡护各部门协同合作快速应变能力和巡检的工作效率。本专利技术的其他有益效果将结合文具体实施例中进行进一步的说明。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的系统示意图；图2为本专利技术的系统构成示意图；图3为本专利技术目标分检流程示意图；图4为本专利技术卷神经学习原理图。具体实施方式如图所示：本实施例的基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，包括信息采集系统，用于沿油气管线采集影像信息及确定影像地理位置信息；地面移动站，用于设备的转载以及对采集的数据进行处理和上传；所述信息采集系统包括处理单元、储存模块一、用于与地面移动站进行数据传输的数据传输模块一、用于采集沿油气管线影像的影像采集模块和用于确定航拍地理位置的定位系统；所述储存模块一、数据传输模块一、影像采集模块、定位系统与所述处理单元连接。这样所述影像采集模块和定位系统将沿油气管线采集的影像信息以及影像信息所处的地理位置在处理单元的控制下存在储存模块一内作为下述分检系统分检对象。进一步，所述地面移动站包括主控单元、信息显示系统、用于与数据传输模块一进行数据传输的数据传输模块二、用于对影像中可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：包括信息采集系统，用于沿油气管线采集影像信息及确定影像地理位置信息；地面移动站，用于设备的转载以及对采集的数据进行处理和上传；所述信息采集系统包括处理单元、储存模块一、用于与地面移动站进行数据传输的数据传输模块一、用于采集沿油气管线影像的影像采集模块和用于确定影像地理位置的定位系统；所述储存模块一、数据传输模块一、影像采集模块、定位系统与所述处理单元连接；所述地面移动站包括主控单元、信息显示系统、用于与数据传输模块一进行数据传输的数据传输模块二、用于对影像中可疑目标进行自动识别的分检系统和用于对信息采集系统实施遥感和操控的遥感操控系统；所述分检系统、数据传输模块二、遥感操控系统与主控单元连接，所述信息显示系统输入端与主控单元输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：包括信息采集系统，用于沿油气管线采集影像信息及确定影像地理位置信息；地面移动站，用于设备的转载以及对采集的数据进行处理和上传；所述信息采集系统包括处理单元、储存模块一、用于与地面移动站进行数据传输的数据传输模块一、用于采集沿油气管线影像的影像采集模块和用于确定影像地理位置的定位系统；所述储存模块一、数据传输模块一、影像采集模块、定位系统与所述处理单元连接；所述地面移动站包括主控单元、信息显示系统、用于与数据传输模块一进行数据传输的数据传输模块二、用于对影像中可疑目标进行自动识别的分检系统和用于对信息采集系统实施遥感和操控的遥感操控系统；所述分检系统、数据传输模块二、遥感操控系统与主控单元连接，所述信息显示系统输入端与主控单元输出端连接。2.根据权利要求1所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：所述分检系统包括图像处理模块和用于对影像中可疑目标进行自动识别的卷积神经网络单元；所述图像处理模块、卷积神经网络单元分别与主控单元连接。3.根据权利要求2所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：还包括移动端和/或PC端以及用于接收、存储影像数据和向移动端和/或PC端推送可疑目标检测结果的数据管理中心；所述的数据管理中心包括服务器或云平台；所述数据管理中心与地面移动站通过有线网或无线网路连接。4.根据权利要求3所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：还包括用于沿油气管线飞行的无人机，所述的影像采集模块和定位系统设置在无人机上。5.根据权利要求4所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：所述影像采集模块包括遥感相机，所述定位系统包括POS系统与GNSS系统。6.根据权利要求5所述基于无人机航拍影像的油气管线巡检系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松林，
申请(专利权)人：刘松林，
类型：发明
国别省市：河南,41