基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法,包括以下步骤：根据气象和潮汐预报，选择适宜天气条件周期性沿海岸线进行无人机航拍，采集海岸线无人机航拍照片集；基于照片集获取照片的经纬度信息和时序信息构建海岸线时空图像信息序列；根据海岸线典型垃圾色彩、轮廓、漂浮特性，建立快速垃圾目标识别算法，对所述海岸线时空图像信息序列逐一运算进行识别、标注，得到海岸线时空图像信息序列中典型垃圾目标经纬度信息；将海岸线划分区段，无人机进行每一个区段航拍巡查，快速获得每一个区段垃圾分布、尺寸、定位信息，汇总报表形式上传控制系统，并发送给现场清洁人员，实现高效海岸清洁。实现高效海岸清洁。实现高效海岸清洁。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法


[0001]本专利技术属于无人机航拍垃圾巡检
，尤其涉及一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法。

技术介绍

[0002]海洋及海岸带垃圾治理是全球海岸生态环保难题，受洋流、海浪作用，来自河流入海的垃圾、岸边人为活动造成的垃圾、以及大洋上漂浮的各类垃圾坐滩，均会造成海岸带垃圾污染严重。不仅仅会破坏沿海生态环境，如果不及时清理，海洋垃圾逐渐分解后形成的微塑料，还会通过食物链进入到海洋生物和人体中，毒害海洋生物和人体健康。
[0003]海洋及海岸带垃圾及时清理至关重要，然而面临着海岸带漫长，垃圾分散度高，垃圾分布监测的效率直接影响着垃圾清理的效率。传统的海洋及海岸带垃圾监测方法主要靠海岸环保人员定期辖区巡视、观测，存在主观性强、耗时、覆盖面小、巡检速度慢、水平视野差、垃圾定位难、清理留痕等缺点。且人力成本过高、人员重复投入容易造成监督缺位，无法满足漫长的海岸线对高效环境治理与生态保护需求。
[0004]基于无人机航拍的垃圾巡查方式受到了广泛关注。通常，利用双目图像重构技术对海岸线上垃圾进行目标重构，定位置别。但是这要求航拍的相邻图像间高达70％图像重复率来实现海岸线上垃圾目标的3维重构。一方面造成巡查速度慢、效率低，还需要极强的运算能力，对硬件设备提出了较高要求，图像三维重构耗时长，每次航拍后需要较长时间进行图像重构，缺乏及时性，不利于推广应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，利用高效的图像处理算法对时空图像序列中典型垃圾目标进行快速定位，并周期性对比核查，解决了传统海岸线垃圾巡检速度慢、垃圾定位算法复杂、核查困难的缺陷。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，包括：
[0007]根据气象和潮汐预报，选择适宜天气条件周期性沿海岸线进行无人机航拍，采集海岸线无人机航拍照片集；
[0008]基于照片集获取照片的经纬度信息和时序信息构建海岸线时空图像信息序列；
[0009]根据海岸线典型垃圾色彩、轮廓、漂浮特性，建立快速垃圾目标识别算法，对所述海岸线时空图像信息序列逐一运算进行识别、标注，得到海岸线时空图像信息序列中典型垃圾目标经纬度信息；
[0010]将海岸线划分区段，无人机进行每一个区段航拍巡查，快速获得每一个区段垃圾分布、尺寸、定位信息，汇总报表形式上传控制系统，并发送给现场清洁人员，实现高效海岸清洁。
[0011]可选的，获取海岸线时空图像信息序列包括：
[0012]首先，基于照片集中的经纬度信息和时序信息获得时间序列上空间连续分布的图像信息；
[0013]其次，对相邻两张图像进行邻近区域特征提取和图像奇次矩阵变换的形式进行特征匹配，并采用颜色校正调整图像色差；
[0014]最后，根据相邻图像重合位置进行融合，获得海岸线时空图像信息序列。
[0015]可选的，对所述图像信息进行标准化，包括：采用RGB转换为HSV方式，将RGB照片转化成HSV照片，采用Gamma校正法，对图像信息进行标准化，降低图像局部阴影和光照的干扰。
[0016]可选的，将标准化后的图像信息进行匹配，获取图像重符合典型垃圾HSV阈值部分，包括：设置典型垃圾HSV阈值，根据监测地生态面貌海岸特征及典型垃圾色彩调整阈值，增加匹配度。
[0017]可选的，选中所述图像重符合典型垃圾HSV阈值部分，采用Harr特征像素分模块求差值法，获取快速简单的典型垃圾特征边缘结构。
[0018]可选的，基于典型垃圾特征边缘结构进行轮廓重建，包括：根据航拍图像中的像素位置、数量信息，结合经纬度信息，获得重建轮廓的典型垃圾尺寸类别与定位经纬度。
[0019]可选的，基于重建轮廓的典型垃圾尺寸类别与定位经纬度，对海岸线图像时空序列图集进行垃圾快速识别算法处理，获得海岸线上垃圾分布的尺寸信息及定位经纬度信息，确定典型垃圾尺寸和定位信息。
[0020]可选的，还包括每次巡查处理后的信息都将在系统中存档，再下一次执行无人机巡查后，自动进行垃圾目标比对，核查清理效果得到卫生死角。
[0021]本专利技术技术效果：本专利技术公开了一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，利用无人机航拍实现海岸线快速巡查，利用高效的图像处理算法对时空图像序列中典型垃圾目标进行快速定位，并周期性对比核查，解决了传统海岸线垃圾巡检速度慢、垃圾定位算法复杂、核查困难的缺陷。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术的2021年12月2日拍摄任意抽取照片DJI_0051经纬度信息图；
[0025]图3为本专利技术的2021年12月2日海岸线某一区段航线图像集，编号从DJI_0001～DJI_0138；
[0026]图4为本专利技术2021年5月30日，拍摄坐标(117.78875905648776,39.05096952094477)的照片原图及进行快速垃圾识别框选图。
具体实施方式
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0028]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0029]如图1
‑
4所示，本实施例中提供一种基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，包括：
[0030]根据气象和潮汐预报，选择适宜天气条件周期性沿海岸线进行无人机航拍，采集海岸线无人机航拍照片集；
[0031]基于照片集获取照片的经纬度信息和时序信息构建海岸线时空图像信息序列；
[0032]根据海岸线典型垃圾色彩、轮廓、漂浮特性，建立快速垃圾目标识别算法，对所述海岸线时空图像信息序列逐一运算进行识别、标注，得到海岸线时空图像信息序列中典型垃圾目标经纬度信息；
[0033]将海岸线划分区段，无人机进行每一个区段航拍巡查，快速获得每一个区段垃圾分布、尺寸、定位信息，汇总报表形式上传控制系统，并发送给现场清洁人员，实现高效海岸清洁。
[0034]进一步优化方案，获取海岸线时空图像信息序列包括：
[0035]首先，基于照片集中的经纬度信息和时序信息获得时间序列上空间连续分布的图像信息；
[0036]其次，对相邻两张图像进行邻近区域特征提取和图像奇次矩阵变换的形式进行特征匹配，并采用颜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，其特征在于，包括：根据气象和潮汐预报，选择适宜天气条件周期性沿海岸线进行无人机航拍，采集海岸线无人机航拍照片集；基于照片集获取照片的经纬度信息和时序信息构建海岸线时空图像信息序列；根据海岸线典型垃圾色彩、轮廓、漂浮特性，建立快速垃圾目标识别算法，对所述海岸线时空图像信息序列逐一运算进行识别、标注，得到海岸线时空图像信息序列中典型垃圾目标经纬度信息；将海岸线划分区段，无人机进行每一个区段航拍巡查，快速获得每一个区段垃圾分布、尺寸、定位信息，汇总报表形式上传控制系统，并发送给现场清洁人员，实现高效海岸清洁。2.如权利要求1所述的基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，其特征在于，获取海岸线时空图像信息序列包括：首先，基于照片集中的经纬度信息和时序信息获得时间序列上空间连续分布的图像信息；其次，对相邻两张图像进行邻近区域特征提取和图像奇次矩阵变换的形式进行特征匹配，并采用颜色校正调整图像色差；最后，根据相邻图像重合位置进行融合，获得海岸线时空图像信息序列。3.如权利要求2所述的基于无人机航拍技术海岸线典型垃圾快速定位与核查方法，其特征在于，对所述图像信息进行标准化，包括：采用RGB转换为HSV方式，将RGB照片转化成HSV照片，采用Gamma校正法，对图像信息进行标准化，降低图像局部...

【专利技术属性】
技术研发人员：于迅，彭士涛，任丽君，张晓丹，胡健波，段鑫越，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：