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一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法

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一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法
【專利說(shuō)明】一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01510162903.4、申請(qǐng)日為2015年4月8日、發(fā)明名稱為“一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法”的專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電子測(cè)繪領(lǐng)域,尤其涉及一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]沙漠,是指地面完全被沙所覆蓋、植物非常稀少、雨水稀少、空氣干燥的荒蕪地區(qū)。沙漠亦作“沙幕”,即干旱缺水,植物稀少的地區(qū)。沙漠地域大多是沙灘或沙丘,沙下巖石也經(jīng)常出現(xiàn)。有些沙漠是鹽灘,完全沒(méi)有草木。沙漠一般是風(fēng)成地貌。沙漠少有居民,氣候干燥,與其他地形相比,更容易產(chǎn)生霧霾天氣。然而,沙漠的資源比較豐富,資源開(kāi)發(fā)也比較容易,需要人們前往沙漠區(qū)域進(jìn)行資源開(kāi)發(fā),這時(shí),沙漠區(qū)域的道路繪制相當(dāng)重要。
[0004]但是,在道路繪制部門的日常道路繪制工作中,較為簡(jiǎn)單的是城市道路的定位和路線繪制,因?yàn)槌鞘械缆肪哂械缆放c城市背景邊緣界限明顯的典型特征,因此使用衛(wèi)星遙感即可有效提取相關(guān)道路信息,而對(duì)于沙漠地區(qū)的道路繪制,由于地形復(fù)雜,道路與沙漠背景的邊緣界限模糊,一些道路不是路政部門建設(shè)的,而是當(dāng)?shù)鼐用裥掭莸耐谅?,甚至是過(guò)往車輛長(zhǎng)期碾壓而形成的不規(guī)則路線,這時(shí)再使用衛(wèi)星遙感的方式進(jìn)行道路測(cè)量,其精度滿足不了要求,而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的手段去進(jìn)行道路測(cè)量,其實(shí)時(shí)性和效率又太差。
[0005]因此,需要一種新的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)的技術(shù)方案,能夠針對(duì)復(fù)雜地貌的沙漠區(qū)域,有針對(duì)性地制定特定的檢測(cè)機(jī)制和檢測(cè)平臺(tái),并能夠克服各種霧霾天氣對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,從而快速、精確、可靠地完成對(duì)沙漠區(qū)域道路的測(cè)量和定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法,利用無(wú)人機(jī)靈活、全面的特點(diǎn),提高本發(fā)明識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別高效性和實(shí)時(shí)性,同時(shí),為了精確獲取沙漠區(qū)域道路的相關(guān)信息,在識(shí)別機(jī)制上對(duì)各個(gè)圖像處理設(shè)備的處理順序和處理內(nèi)容進(jìn)行定制,以提高本發(fā)明的檢測(cè)精度,更關(guān)鍵的是,根據(jù)大氣衰減模型確定霧霾對(duì)圖像的影響因素,并對(duì)多霧天氣下采集的檢測(cè)圖像進(jìn)行去霧霾化處理,提高了檢測(cè)平臺(tái)的可靠性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)方法,該方法包括下列步驟:1)提供一種位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)平臺(tái),所述檢測(cè)平臺(tái)包括GPS定位設(shè)備、氣壓高度傳感設(shè)備、線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備、圖像檢測(cè)設(shè)備和嵌入式處理設(shè)備,所述嵌入式處理設(shè)備與所述GPS定位設(shè)備、所述氣壓高度傳感設(shè)備、所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備和所述圖像檢測(cè)設(shè)備分別連接,基于所述GPS定位設(shè)備輸出的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)和所述氣壓高度傳感設(shè)備輸出的實(shí)時(shí)高度確定是否啟動(dòng)所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備和所述圖像檢測(cè)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述沙漠區(qū)域的道路檢測(cè);2)運(yùn)行所示檢測(cè)平臺(tái)。
[0008]更具體地,在所述位于無(wú)人機(jī)上的沙漠區(qū)域道路檢測(cè)平臺(tái)中,還包括:供電電源,包括太陽(yáng)能供電器件、蓄電池、切換開(kāi)關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器,所述切換開(kāi)關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述蓄電池分別連接,根據(jù)蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電,所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開(kāi)關(guān)連接,以將通過(guò)切換開(kāi)關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓;靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備,用于預(yù)先存儲(chǔ)沙漠區(qū)域道路R通道范圍、沙漠區(qū)域道路G通道范圍、沙漠區(qū)域道路B通道范圍,所述沙漠區(qū)域道路R通道范圍、所述沙漠區(qū)域道路G通道范圍和所述沙漠區(qū)域道路B通道范圍用于將RGB圖像中的沙漠區(qū)域道路與RGB圖像背景分離;無(wú)線通信接口,與遠(yuǎn)端的道路繪制服務(wù)平臺(tái)建立雙向的無(wú)線通信鏈路,用于接收所述道路繪制服務(wù)平臺(tái)發(fā)送的飛行控制指令,所述飛行控制指令中包括所述沙漠區(qū)域正上方位置對(duì)應(yīng)的目的GPS數(shù)據(jù)和目的拍攝高度;清晰化處理設(shè)備,位于所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備和所述圖像檢測(cè)設(shè)備之間,接收所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備對(duì)沙漠區(qū)域拍攝的沙漠區(qū)域圖像,對(duì)所述沙漠區(qū)域圖像進(jìn)行去霧霾處理以獲得去霧霾沙漠區(qū)域圖像,替代所述沙漠區(qū)域圖像,將所述去霧霾沙漠區(qū)域圖像輸入所述圖像檢測(cè)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述沙漠區(qū)域的道路檢測(cè);所述清晰化處理設(shè)備包括:霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備,位于空氣中,用于實(shí)時(shí)檢測(cè)無(wú)人機(jī)所在位置的霧霾濃度,并根據(jù)霧霾濃度確定霧霾去除強(qiáng)度,所述霧霾去除強(qiáng)度取值在O到I之間;整體大氣光值獲取子設(shè)備,與所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備連接以獲得所述沙漠區(qū)域圖像,計(jì)算所述沙漠區(qū)域圖像中每一像素的灰度值,將灰度值最大的像素的灰度值作為整體大氣光值;大氣散射光值獲取子設(shè)備,與所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備和所述霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備分別連接,對(duì)所述沙漠區(qū)域圖像的每一個(gè)像素,提取其R,G,B三顏色通道像素值中最小值作為目標(biāo)像素值,使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF(edge-preserving gaussian filter)對(duì)所述目標(biāo)像素值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素值,將目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素值以獲得目標(biāo)像素差值,使用EPGF對(duì)目標(biāo)像素差值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素差值,將濾波目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素差值以獲得霧霾去除基準(zhǔn)值,將霧霾去除強(qiáng)度乘以霧霾去除基準(zhǔn)值以獲得霧霾去除閾值,取霧霾去除閾值和目標(biāo)像素值中的最小值作為比較參考值,取比較參考值和O中的最大值作為每一個(gè)像素的大氣散射光值;介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備,與所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述大氣散射光值獲取子設(shè)備分別連接,將每一個(gè)像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值,將I減去所述除值以獲得每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率;清晰化圖像獲取子設(shè)備,與所述線陣數(shù)碼航空攝影設(shè)備、所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備分別連接,將I減去每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得第一差值,將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值,將所述沙漠區(qū)域圖像中每一個(gè)像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值,將所述第二差值除以每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得每一個(gè)像素的清晰化像素值,所述沙漠區(qū)域圖像中每一個(gè)像素的像素值包括所述沙漠區(qū)域圖像中每一個(gè)像素的R,G,B三顏色通道像素值,相應(yīng)地,獲得的每一個(gè)像素的清晰化像素值包括每一個(gè)像素的R,G,B三顏色通道清晰化像素值,所有像素的清晰化像素值組成所述去霧霾沙漠區(qū)域圖像;所述圖像檢測(cè)設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述清晰化處理設(shè)備分別連接,所述圖像檢測(cè)設(shè)備包括:直方圖均衡化子設(shè)備,與所述清晰化處理設(shè)備連接,對(duì)所述去霧霾沙漠區(qū)域圖像執(zhí)行基于直方圖均衡化的圖像增強(qiáng)處理,以獲得道路與背景對(duì)比度增強(qiáng)的增強(qiáng)圖像;圖像分離子設(shè)備,與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述直方圖均衡化子設(shè)備分別連接,計(jì)算所述增強(qiáng)圖像中每一個(gè)像素的R通道值、G通道值和B通道值,當(dāng)某一像素的R通道值在所述沙漠區(qū)域道路R通道范圍內(nèi)、G通道值在所述沙漠區(qū)域道路G通道范圍內(nèi)且B通道值在所述沙漠區(qū)域道路B通道范圍內(nèi)時(shí),將其確定為道路像素,將所述增強(qiáng)圖像中所有道路像素組合以形成道路子圖像;小波濾波子設(shè)備,與所述圖像分離子設(shè)備連接,基于哈爾小波濾波器對(duì)所述道路子圖像執(zhí)行濾波處理,以獲得濾除噪聲像素的濾波道路子圖像;最小二乘擬合子設(shè)備,與所述小波濾波子設(shè)備連接,基于最小二乘擬合算法對(duì)所述濾波道路子圖像執(zhí)行擬合處理以
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