本實(shí)用新型涉及無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機(jī)的智能巡渠裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化的加速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了前所未有的成就，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水利工程，水利設(shè)施是保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本條件。以陜甘寧鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程為例，鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程自1993年運(yùn)行以來，截止2011年累計(jì)引水量7.7億立方米。受水區(qū)涉及三省四縣三區(qū)，包括陜西定邊縣、甘肅環(huán)縣，寧夏鹽池縣、同心縣、利通區(qū)、紅寺堡區(qū)、太陽山工業(yè)園區(qū)，目前工程用水結(jié)構(gòu)已由單一的農(nóng)業(yè)用水向工業(yè)、城鎮(zhèn)飲用水、生態(tài)、灌溉等多領(lǐng)域發(fā)展，這其中，水渠的重要性不言而喻，由此，水渠的日常巡查維護(hù)顯得日益重要，但水渠本身存在著長(zhǎng)度長(zhǎng)，所在位置自然環(huán)境差等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的對(duì)水渠的巡查多采用人工巡渠方式，這種方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，巡視效率低，傳統(tǒng)巡查方式的這些缺點(diǎn)一直困擾水利管理部門。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有人工巡查水渠方式中，勞動(dòng)強(qiáng)度大，巡視效率低的問題，提供一種可以大幅度降低巡渠勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巡視效率的基于無人機(jī)的智能巡渠裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種基于無人機(jī)的智能巡渠裝置，包括無人機(jī)，所述無人機(jī)中設(shè)置有控制器、攝像裝置及通信裝置；所述攝像裝置及通信裝置均與所述控制器連接；

所述控制器中包括圖像處理單元、存儲(chǔ)單元及圖像對(duì)比單元；

所述圖像處理單元用于拍攝的圖片中解析出水渠的位置、形態(tài)；

所述圖像對(duì)比單元用于將拍攝的圖片與存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的圖片進(jìn)行對(duì)比分析；

所述控制器用于根據(jù)圖片處理單元解析出的水渠的位置、形態(tài)控制無人機(jī)沿水渠飛行。

進(jìn)一步的，所述攝像裝置包括可見光攝像裝置及紅外攝像裝置，通過控制器實(shí)現(xiàn)可見光攝像裝置與紅外攝像裝置之間的切換，其中紅外攝像裝置用于無人機(jī)在夜晚時(shí)的拍攝。

一些實(shí)施例中，所述無人機(jī)中還設(shè)置有與控制器連接的導(dǎo)航裝置；所述導(dǎo)航裝置為GPS導(dǎo)航裝置或北斗導(dǎo)航裝置；所述導(dǎo)航裝置用于在意外情況下，無人機(jī)無法找到水渠，用戶通過遠(yuǎn)程的控制終端將無人機(jī)飛回指定位置。

進(jìn)一步的，所述無人機(jī)中還設(shè)置有與控制器連接的高度測(cè)量裝置，所述高度測(cè)量裝置用于測(cè)量無人機(jī)的飛行高度，以保障無人機(jī)始終飛行在水渠上方一定高度范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型同時(shí)提供一種基于無人機(jī)的智能巡渠系統(tǒng)，包括控制終端及如上所述的智能巡渠裝置；所述控制終端與所述智能巡渠裝置通信連接；

進(jìn)一步的，所述控制終端與所述智能巡渠裝置采用遠(yuǎn)程無線通信連接。

所述控制終端包括終端存儲(chǔ)單元及顯示單元，所述終端存儲(chǔ)單位用于存儲(chǔ)無人機(jī)傳回的影像資料；所述顯示單元用于實(shí)時(shí)顯示無人機(jī)傳回的影像。

本實(shí)用新型同時(shí)提供的基于無人機(jī)的智能巡渠裝置或系統(tǒng)應(yīng)用如下方法運(yùn)行：

（1）控制無人機(jī)飛行至水渠起始位置上方；

（2）按照指定時(shí)間間隔獲取水渠影像信息；

（3）對(duì)獲取的水渠影像信息進(jìn)行處理，獲取水渠流向，并控制無人機(jī)沿水渠飛行。

進(jìn)一步的，還包括將獲取的水渠影像信息與預(yù)存的水渠正常影像信息進(jìn)行對(duì)比的步驟，如對(duì)比結(jié)果相同，則無人機(jī)沿水渠正常飛行；否則，向控制終端發(fā)出警報(bào)信息。

進(jìn)一步的，所述無人機(jī)實(shí)時(shí)將獲得的水渠影像信息傳回控制終端；或，

所述無人機(jī)在發(fā)現(xiàn)水渠不正常后才將水渠影像信息傳回控制終端。

進(jìn)一步的，如無人機(jī)不能通過正常獲取水渠流向，向控制終端發(fā)出報(bào)錯(cuò)信息，由控制終端控制無人機(jī)飛回指定位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型提供的基于無人機(jī)的智能巡渠裝置根據(jù)水渠位置形狀固定的特點(diǎn)，通過拍攝其圖像，并從圖像中解析出水渠，從而控制無人機(jī)的飛行方向；同時(shí)，在無人機(jī)控制器中預(yù)存水渠的正常形態(tài)圖像，將實(shí)時(shí)拍攝的水渠圖像與正常圖像進(jìn)行比較，以判定水渠是否出現(xiàn)異常。應(yīng)用本實(shí)用新型提供的基于無人機(jī)的智能巡渠裝置，可以減少巡渠人力，提高巡渠效率，進(jìn)一步的減少巡渠成本。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型提供的基于無人機(jī)的智能巡渠裝置的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型中提供的巡渠裝置或系統(tǒng)的運(yùn)行方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例1：如圖1所示，本實(shí)施例提供一種基于無人機(jī)的智能巡渠裝置，包括無人機(jī)，所述無人機(jī)中設(shè)置有控制器1、攝像裝置2及通信裝置3；所述攝像裝置2及通信裝置3均與所述控制器1連接；

所述控制器1中包括圖像處理單元、存儲(chǔ)單元及圖像對(duì)比單元；

所述圖像處理單元用于拍攝的圖片中解析出水渠的位置、形態(tài)；

所述圖像對(duì)比單元用于將拍攝的圖片與存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的圖片進(jìn)行對(duì)比分析；

所述控制器1用于根據(jù)圖片處理單元解析出的水渠的位置、形態(tài)控制無人機(jī)沿水渠飛行。

進(jìn)一步的，所述攝像裝置2包括可見光攝像裝置及紅外攝像裝置，通過控制器1實(shí)現(xiàn)可見光攝像裝置與紅外攝像裝置之間的切換，紅外攝像裝置用于無人機(jī)在夜晚時(shí)的拍攝。

一些實(shí)施例中，所述無人機(jī)中還設(shè)置有與控制器1連接的導(dǎo)航裝置5；所述導(dǎo)航裝置5為GPS導(dǎo)航裝置或北斗導(dǎo)航裝置；在沒有導(dǎo)航裝置5時(shí)，如無人機(jī)不能通過正常獲取水渠流向，向控制終端發(fā)出報(bào)錯(cuò)信息，由控制終端控制無人機(jī)飛回正確位置；而當(dāng)設(shè)置有導(dǎo)航裝置5時(shí)，一旦無人機(jī)在指定時(shí)間內(nèi)未能通過影像信息找到水渠，則自動(dòng)啟動(dòng)導(dǎo)航裝置5，利用導(dǎo)航裝置5中預(yù)設(shè)的水渠位置信息進(jìn)行飛行。

進(jìn)一步的，所述無人機(jī)中還設(shè)置有與控制器1連接的高度測(cè)量裝置4，所述高度測(cè)量裝置4用于測(cè)量無人機(jī)的飛行高度，以保障無人機(jī)始終飛行在水渠上方一定高度范圍內(nèi)。

實(shí)施例2：本實(shí)施例提供一種基于無人機(jī)的智能巡渠系統(tǒng)，包括控制終端及如實(shí)施例1所述的智能巡渠裝置；所述控制終端與所述智能巡渠裝置通信連接，優(yōu)選采用遠(yuǎn)程無線通信連接；所述控制終端包括終端存儲(chǔ)單元及顯示單元。

具體的，如圖2所示，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本實(shí)施例提供基于無人機(jī)的智能巡渠系統(tǒng)按如下步驟運(yùn)行：

S100：控制無人機(jī)飛行至水渠起始位置上方；本步驟，當(dāng)無人機(jī)自身包含導(dǎo)航裝置5時(shí)，無人機(jī)可通過該導(dǎo)航裝置5自動(dòng)飛行至目標(biāo)上空；而在一些實(shí)施例中，無人機(jī)中并不設(shè)置導(dǎo)航裝置5，此時(shí)，用戶可通過控制終端（遠(yuǎn)程控制終端可以是位于操作室內(nèi)的無人機(jī)控制器1、PC，或手持遙控設(shè)備）。

S200：按照指定時(shí)間間隔獲取水渠影像信息（圖片或錄像）；該時(shí)間間隔可以設(shè)定、修改。如該時(shí)間間隔可以是200ms、500ms、1s、10s、1min、5min、10min以及200ms-20min之間的任意時(shí)間。

S300：對(duì)獲取的水渠影像信息進(jìn)行處理，獲取水渠流向，并控制無人機(jī)沿水渠飛行。

無人機(jī)實(shí)時(shí)將獲得的水渠影像信息傳回控制終端，由位于控制終端的工作人員人工判斷水渠是否正常。將無人機(jī)實(shí)時(shí)獲得的影像信息實(shí)時(shí)傳回的好處是監(jiān)測(cè)人員可以實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，而這樣做的缺點(diǎn)是對(duì)無人機(jī)的通信要求較高，同時(shí)無人機(jī)的能耗也會(huì)相應(yīng)增加；

而另外一些情況下，智能巡渠系統(tǒng)還可以按照如下步驟運(yùn)行：

S100：控制無人機(jī)飛行至水渠起始位置上方；本步驟，當(dāng)無人機(jī)自身包含導(dǎo)航裝置5時(shí)，無人機(jī)可通過該導(dǎo)航裝置5自動(dòng)飛行至目標(biāo)上空；而在一些實(shí)施例中，無人機(jī)中并不設(shè)置導(dǎo)航裝置5，此時(shí)，用戶可通過控制終端（遠(yuǎn)程控制終端可以是位于操作室內(nèi)的無人機(jī)控制器1、PC，或手持遙控設(shè)備）

S200：按照指定時(shí)間間隔獲取水渠影像信息（圖片或錄像）；該時(shí)間間隔可以設(shè)定、修改。如該時(shí)間間隔可以是200ms、500ms、1s、10s、1min、5min、10min以及200ms-20min之間的任意時(shí)間。

S300：對(duì)獲取的水渠影像信息進(jìn)行處理，獲取水渠流向，并控制無人機(jī)沿水渠飛行。

S400：將獲取的水渠影像信息與預(yù)存的水渠正常影像信息進(jìn)行對(duì)比的步驟，如對(duì)比結(jié)果相同，則無人機(jī)沿水渠正常飛行；否則，向控制終端發(fā)出警報(bào)信息；具體的，根據(jù)無人機(jī)的飛行速度、拍照頻率、無人機(jī)的起始位置將其拍攝的影像圖片進(jìn)行編號(hào)識(shí)別，以區(qū)分水渠不同位置的圖片；將獲得的水渠不同位置的圖片與無人機(jī)中預(yù)存的相同位置圖片進(jìn)行比較，以辨別水渠是否正常。

同樣的，一些情形中，無人機(jī)并不將所有的圖像信息都傳回控制終端，其只在發(fā)現(xiàn)水渠不正常后才將水渠影像信息傳回控制終端；無人機(jī)通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)水渠不正常才將相應(yīng)位置圖片發(fā)回控制終端則會(huì)減少無人機(jī)的通信負(fù)擔(dān)及能耗負(fù)擔(dān)。應(yīng)注意的是，無人機(jī)在發(fā)現(xiàn)水渠異常后可以根據(jù)預(yù)設(shè)選擇或者控制終端的控制選擇在異常位置懸?；蚶^續(xù)前進(jìn)。

無人機(jī)可選擇設(shè)置導(dǎo)航裝置5或不設(shè)置導(dǎo)航裝置5，在沒有導(dǎo)航裝置5時(shí)，如無人機(jī)不能通過正常獲取水渠流向，向控制終端發(fā)出報(bào)錯(cuò)信息，由控制終端控制無人機(jī)飛回正確位置；而當(dāng)設(shè)置有導(dǎo)航裝置5時(shí)，一旦無人機(jī)在指定時(shí)間內(nèi)未能通過影像信息找到水渠，則自動(dòng)啟動(dòng)導(dǎo)航裝置5，利用導(dǎo)航裝置5控制無人機(jī)飛回預(yù)設(shè)路徑。