一种基于无人机的乡村物流智能配送系统技术方案

本发明专利技术涉及图像滤波技术领域，具体涉及一种基于无人机的乡村物流智能配送系统。该系统通过对平滑后的实景灰度图像中每个像素点构建图像块，并根据图像块的灰度值变化程度排序获得均匀度序列；根据图像块间的灰度波动差异获得图像块间的相似度，进一步结合均匀度序列顺序获取每个图像块的相似度集合，通过相似度集合的重合程度获得聚簇集合，根据聚簇的序号和大小获得最终聚簇；最终根据最终聚簇中图像块灰度波动程度获得噪声估测值得到噪声抑制因子，优化维纳滤波获得清晰实景图片，完成配送规划。本发明专利技术通过对图像分析，更准确的评估了图像受噪声影响程度，获得清晰的滤波图像，提高滤波性能，保障安全配送。保障安全配送。保障安全配送。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的乡村物流智能配送系统


[0001]本专利技术涉及图像滤波
，具体涉及一种基于无人机的乡村物流智能配送系统。

技术介绍

[0002]作为实现乡村产业结构性转变、推进乡村消费升级的先导性产业，乡村物流是乡村的中坚力量。近年来，随着无人机相关技术的成熟，航程不断增加，使用成本逐渐降低，凭借其超高机动性，可以不受地形影响，补全乡村物流缺口。无人机物流配送过程中最大的问题在于运送安全性，包括物流货物的安全、无人机安全、行人安全、公共设施安全等。在无人机利用摄像头感知障碍物阶段，信号干扰会使无人机障碍物感知系统采集的图像数据存在大量噪声，严重影响障碍物识别。
[0003]由于信号干扰使得的图像数据中存在频繁且复杂的白噪声，为了更好的对图像数据进行滤波预处理，选择对于白噪声的滤波处理效果最好维纳滤波，但由于维纳滤波中需要一定观测数据来估测图像信噪比以确定噪声抑制因子，但物流无人机每次实时飞行的路径均不同，无法提前获取先验数据得到实景图像的信噪比，现有技术中也没有对多元素图像的受噪声影响程度的考虑分析，使图像的滤波效果不佳，影响无人机的安全配送。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中对无法提前获取信噪比，使图像滤波效果不佳的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，所采用的技术方案具体如下：
[0005]本专利技术提供了一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，所述系统包括：
[0006]数据获取模块，用于获取实景灰度图像，以平滑处理后的所述实景灰度图像中每个像素点为中心构建预设尺寸大小的图像块；根据每个所述图像块中灰度值的变化程度对图像块排序获得均匀度序列；
[0007]图像块聚簇模块，用于根据图像块之间的灰度波动差异，获得图像块之间的相似度；根据所述均匀度序列中每个图像块与对应后序所有图像块之间的相似度，获得每个图像块的相似度集合；根据图像块的所述相似度集合间的重合程度对图像块进行分类获得聚簇集合，根据聚簇集合中最小序号和聚簇大小进行筛选获得最终聚簇集合；
[0008]噪声抑制模块，用于根据最终聚簇集合中图像块的灰度波动情况获得噪声估测值，根据所有噪声估测值的波动情况获得噪声抑制因子；根据噪声抑制因子优化维纳滤波，通过优化后的维纳滤波获取清晰实景图像，根据清晰实景图像完成智能配送规划。
[0009]进一步地，所述相似度的获取方法包括：
[0010]将图像块中的最大灰度值和最小灰度值筛除，并由剩余灰度值组成图像块的灰度序列；计算所述灰度序列中所有灰度值的标准差，将灰度序列中每个灰度值与标准差的差值作为灰度波动值，由所有灰度波动值组成灰度波动序列；
[0011]计算两个图像块对应的所述灰度波动序列间的均方误差，将负相关映射并归一化的均方误差作为两个图像块的相似度。
[0012]进一步地，所述相似度集合的获取方法包括：
[0013]任选所述均匀度序列中的一个图像块作为目标图像块，计算目标图像块与均匀度序列中后序所有图像块的相似度；当相似度大于预设相似阈值时，将对应图像块的序号作为目标图像块的相似序号，由目标图像块和所有相似序号对应的图像块组成相似度集合。
[0014]进一步地，所述聚簇集合的获取方法包括：
[0015]将均匀度序列中的第一个图像块作为参考图像块，将比参考图像块序号大的图像块作为待检测图像块；统计参考图像块与一个待检测图像块的相似度集合中具有相同图像块的数量作为相似数量，并统计对应待检测图像块的相似度集合中图像的数量作为总数量，将所述相似数量与所述总数量的比值作为参考图像块与待检测图像块间的相似重合度；
[0016]根据均匀度序列的顺序计算参考图像块与第一个待检测图像块之间的相似重合度时，当相似重合度大于预设重合阈值时，将对应待检测图像块与参考图像块记为同一聚类簇，并将待检测图像块并入参考图像块的相似度集合中，获得聚簇集合；当相似重合度小于等于预设重合阈值时，将对应待检测图像块与参考图像块记为不同聚类簇，将相似度集合分别作为对应的聚簇集合；
[0017]根据参考图像块与第一个待检测图像块的获得聚簇集合的方法，计算剩余的所述待检测图像块与每个所述聚簇集合的相似重合度，将所有剩余的待检测图像块进行划分并更新聚簇集合。
[0018]进一步地，所述最终聚簇集合的获取方法包括：
[0019]对聚簇集合中最小序号进行负相关映射并归一化处理获得均匀度指标；统计聚簇集合中所有序号的数量并归一化处理获得聚簇大小指标；将所述均匀度指标与所述聚簇大小指标的二范数作为聚簇集合的筛选指标；
[0020]将筛选指标小于预设筛选阈值的聚簇集合筛除，剩余所有聚簇集合均为最终聚簇集合。
[0021]进一步地，所述噪声估测值的获取方法包括：
[0022]计算每个最终聚簇集合中所有图像块的平均灰度值，计算每个最终聚簇集合中每个图像块对应中心像素点的灰度值与所述平均灰度值的差值绝对值作为噪声估测值；一个所述最终聚簇集合中对应一组噪声估测值。
[0023]进一步地，所述噪声抑制因子的获取方法包括：
[0024]计算所有最终聚簇集合中所有噪声估测值的标准差并进行归一化处理，获得噪声抑制因子。
[0025]进一步地，所述均匀度序列的获取方法包括：
[0026]计算每个图像块中灰度值的方差，并按照方差由小到大的顺序对图像块排列并标号获得均匀度序列。
[0027]本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术通过对平滑后实景灰度图像中每个像素点构建图像块，并根据图像块的灰度值变化程度排序获得均匀度序列，通过平滑保证图像信息的完整，且对局部灰度均匀度
的判断不同图像块的分析优先级，使后续对图像块的聚簇划分可信度更强。根据均匀度序列顺序并结合图像块间灰度波动差异，实现对每个图像块的相似度集合的获取，实现对图像块的初步分类，进一步根据相似度集合的重合程度对图像块分类获得聚簇集合，根据聚簇的序号和大小获得最终聚簇，根据局部相似程度和整体相似度集合的相似程度综合分析获得划分更准确的聚簇集合，并筛选出分析噪声影响的可信度更强的聚簇，保证后续获取噪声抑制因子的准确性。最终根据最终聚簇中图像块灰度变化程度获得噪声估测值，根据噪声估测值得到噪声抑制因子，能够准确评估实景灰度图像中的噪声强度进而优化维纳滤波，获得滤波效果更优的清晰实景图片，并根据清晰实景图片进行配送规划，提高滤波性能，保障安全配送。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0030]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种基于无人机的乡村物流智能配送系统结构图。
具体实施方式
[0031]为了更进一步阐述本专利技术为达成预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块，用于获取实景灰度图像，以平滑处理后的所述实景灰度图像中每个像素点为中心构建预设尺寸大小的图像块；根据每个所述图像块中灰度值的变化程度对图像块排序获得均匀度序列；图像块聚簇模块，用于根据图像块之间的灰度波动差异，获得图像块之间的相似度；根据所述均匀度序列中每个图像块与对应后序所有图像块之间的相似度，获得每个图像块的相似度集合；根据图像块的所述相似度集合间的重合程度对图像块进行分类获得聚簇集合，根据聚簇集合中最小序号和聚簇大小进行筛选获得最终聚簇集合；噪声抑制模块，用于根据最终聚簇集合中图像块的灰度波动情况获得噪声估测值，根据所有噪声估测值的波动情况获得噪声抑制因子；根据噪声抑制因子优化维纳滤波，通过优化后的维纳滤波获取清晰实景图像；配送规划模块，用于通过所述清晰实景图像识别障碍物实现智能配送路径规划。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，其特征在于，所述相似度的获取方法包括：将图像块中的最大灰度值和最小灰度值筛除，并由剩余灰度值组成图像块的灰度序列；计算所述灰度序列中所有灰度值的标准差，将灰度序列中每个灰度值与标准差的差值作为灰度波动值，由所有灰度波动值组成灰度波动序列；计算两个图像块对应的所述灰度波动序列间的均方误差，将负相关映射并归一化的均方误差作为两个图像块的相似度。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，其特征在于，所述相似度集合的获取方法包括：任选所述均匀度序列中的一个图像块作为目标图像块，计算目标图像块与均匀度序列中后序所有图像块的相似度；当相似度大于预设相似阈值时，将对应图像块的序号作为目标图像块的相似序号，由目标图像块和所有相似序号对应的图像块组成相似度集合。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的乡村物流智能配送系统，其特征在于，所述聚簇集合的获取方法包括：将均匀度序列中的第一个图像块作为参考图像块，将比参考图像块序号大的图像块作为待检测图像块；统计参考图像块与一个待检测图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：千月欣，王震，张海峰，孙少飞，王林林，张绍泉，王铮，冯朝辉，赵悦含，张冰洋，韩玉佩，吴若蒙，李步旭，魏路欢，黄晓晓，王迪，
申请(专利权)人：河南通航无人机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：