一种基于无人机的裂缝检测方法_CN109767444A
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( 57 )摘要 本发明提供了一种基于无人机的裂缝检测
方法 ，该方法 ：步骤S1 、无人机通过三轴云台相机 获取物体待检 测区域的图 像 ；步骤S2 、无人机通 过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形 成灰度图 ；步骤S3、将灰度图中的相邻两个像素 值进行相减，相减后的相邻两个像素值差异小于 一预设值的 全部赋值为0 ，相减后的 相邻两个像 素值差异大于所述预设值的 全部赋值为255 ，并 将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中 ；步骤 S4、将矩阵中的图像像素以图像的形式展现得到 一赋值图像，将赋值图像进行图像腐蚀或者膨胀 操作得最终图 像 ；步骤S5 、无人机通过无线图 传 发射机将最终图像发送至远程终端，远程终端通 过最终图像来识别是否存在裂缝 ；本发明提高了 设备裂缝的检测效率。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910054361 .7
(22)申请日 2019 .01 .21
(71)申请人 福建省特种设备检验研究院 地址 350000 福建省福州市仓山区卢滨路 370号
(72)发明人 杨静 潘健鸿 邹山青 吴蔚峰
(74)专利代理机构 福州旭辰知识产权代理事务 所(普通合伙) 35233
2
CN 109767444 A
说 明 书
1/5 页
一种基于无人机的裂缝检测方法
技术领域 [0001] 本发明涉及无人机设备技术领域，特别是一种基于无人机的裂缝检测方法。
背景技术 [0002] 现有技术中一些设备长期暴露在潮湿的空气中会产生裂缝，如：起重机或者桥梁； 该起重机金属机构材质热处理不当会造成应力集中，在使用吊运载荷过程中应力集中的部 位长期承受拉应力是造成该起重机金属机构裂缝的主要原因。间接原因，第一，该设备为露 天靠海边作业 ，空气较为 潮湿 ，腐蚀锈蚀也容易产生裂缝 ；第二 ，该设备未设置起重量限 制 器 ，作业人 员不合理操作比 如斜拉 、超载使设备处于不合理工作状态也是造成 产发裂缝的 原因 ；而该些裂缝要是没及时处理出现安全事故。现有的 裂缝检测是进行人为爬上设备检 测，或者无人机进行检测，但是现有的无人机仅仅是到待检测的区域进行拍照后直接将照 片发送到远程终端，然后人工进行观察图片来检测是否有裂缝存在，这样检测效率并不高。
发明内容 [0003] 为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于无人机的裂缝检测方法，提高了 设备裂缝的检测效率。 [0004] 本发明采用以下方案实现：一种基于无人机的裂缝检测方法，所述方法包括如下 步骤：
步骤S1、无人机上升至需要检测的物体，无人机通过三轴云台相机获取物体待检测区 域的图像；
步骤S2、无人机通过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形成灰度图 ； 步骤S3、将灰度图中的相邻两个像素值进行相减，相减后的相邻两个像素值差异小于 一预设 值的 全部赋 值为 0 ，相减 后的 相邻两个像素 值 差 异大 于所述预设 值的 全部赋 值为 255，并将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中； 步骤S4、将矩阵中的图像像素以图像的形式展现得到一赋值图像，将赋值图像进行图 像腐蚀或者膨胀操作得到最终图像； 步骤S5、无人机通过无线图传发射机将最终图像发送至远程终端，远程终端通过最终 图像来识别是否存在裂缝。 [0005] 进一步的，所述步骤S1和S2之间还包括：步骤S10、把获取的图像进行滤波处理来 消除孤立的噪声点，所述滤波处理采用中值滤波算法。 [0006] 进一步的，所述将赋值图像进行图像腐蚀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷 积核A，所述卷积核A为任何的形状和大小，且卷积核A设置有一参考点；将卷积核A与赋值图 像进行卷积，获得卷积核B覆盖区域的像素点最小值；将这个最小值赋值给参考点指定的像 素，让图像中的高亮区域逐渐减小来使得图像中的裂缝处更加清晰。 [0007] 进一步的，所述将赋值图像进行图像膨胀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷 积核B，所述卷积核B为任何的形状和大小，且卷积核B设置有一参考点；将卷积核B与赋值图
权利要求书1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 说明书5页 附图3页
CN 109767444 A
CN 109767444 A
权 利 要 求 书
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1 .一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： 步骤S1 、无人机上升至需 要检 测的 物体 ，无人机通过三 轴云台 相机获取物体待检 测区 域的图像； 步骤S2、无人机通过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形成灰度图 ； 步骤S3 、将灰 度图 中的 相邻两个像素值进行 相减 ，相减后的 相邻两个像素值差异小于 一预设 值的 全部赋 值为 0 ，相减 后的 相邻两个像素 值 差 异大 于所述预设 值的 全部赋 值为 255，并将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中； 步骤S4 、将矩阵 中的图 像像素以图 像的 形式 展现得到一赋值图 像 ，将赋值图 像进行图 像腐蚀或者膨胀操作得到最终图像； 步骤S5 、无人机通过无线图 传发射机将最终图 像发送至远程终端 ，远程终端通过最终 图像来识别是否存在裂缝。 2 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述步骤S1和 S2之间还包括 ：步骤S10、把获取的图 像进行滤波处理来 消除 孤立的噪 声点 ，所述滤波处理 采用中值滤波算法。 3 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述将赋值图 像进行图像腐蚀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷积核A，所述卷积核A为任何的形状 和大小 ，且卷积核A设置有一参考点 ；将卷积核A与赋值图 像进行卷积 ，获得卷积核B覆盖区 域的 像素点最小值 ；将这个最小值赋值给参考点指定的 像素 ，让图 像中的高亮区域逐渐减 小来使得图像中的裂缝处更加清晰。 4 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述将赋值图 像进行图像膨胀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷积核B，所述卷积核B为任何的形状 和大小 ，且卷积核B设置有一参考点 ；将卷积核B与赋值图 像进行卷积 ，获得卷积核B覆盖区 域的 像素点最大值 ；将这个最大值赋值给参考点指定的 像素 ，让图 像中的高亮区域逐渐增 长来使得图像中的裂缝处加大显示。 5 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述无人机设 置有光线传感器，所述无人机通过光线传感器进行自适应避光操作，具体为：无人机的光线 传感器在 户外不同的时间段获取并记录对应的 光度值 ，为了保证无人机工作的 可靠性 ，取 多个光度值中最小值的光度值作为无人机三轴云台相机所处角度为正受太阳直射的光线 值；如果，无人机工作时光线传感器获取的光度值大于所述最小值，则无人机旋转一设定的 角度来避免三轴云台相机处于太阳光直射下。
代理人 唐杏姣
(51)Int .Cl . G06T 7/00(2017 .01) G06T 5/30(2006 .01) G01N 21/88(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109767444 A (43)申请公布日 2019.05.17
( 54 )发明 名称 一种基于无人机的裂缝检测方法
方法 ，该方法 ：步骤S1 、无人机通过三轴云台相机 获取物体待检 测区域的图 像 ；步骤S2 、无人机通 过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形 成灰度图 ；步骤S3、将灰度图中的相邻两个像素 值进行相减，相减后的相邻两个像素值差异小于 一预设值的 全部赋值为0 ，相减后的 相邻两个像 素值差异大于所述预设值的 全部赋值为255 ，并 将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中 ；步骤 S4、将矩阵中的图像像素以图像的形式展现得到 一赋值图像，将赋值图像进行图像腐蚀或者膨胀 操作得最终图 像 ；步骤S5 、无人机通过无线图 传 发射机将最终图像发送至远程终端，远程终端通 过最终图像来识别是否存在裂缝 ；本发明提高了 设备裂缝的检测效率。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910054361 .7
(22)申请日 2019 .01 .21
(71)申请人 福建省特种设备检验研究院 地址 350000 福建省福州市仓山区卢滨路 370号
(72)发明人 杨静 潘健鸿 邹山青 吴蔚峰
(74)专利代理机构 福州旭辰知识产权代理事务 所(普通合伙) 35233
2
CN 109767444 A
说 明 书
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一种基于无人机的裂缝检测方法
技术领域 [0001] 本发明涉及无人机设备技术领域，特别是一种基于无人机的裂缝检测方法。
背景技术 [0002] 现有技术中一些设备长期暴露在潮湿的空气中会产生裂缝，如：起重机或者桥梁； 该起重机金属机构材质热处理不当会造成应力集中，在使用吊运载荷过程中应力集中的部 位长期承受拉应力是造成该起重机金属机构裂缝的主要原因。间接原因，第一，该设备为露 天靠海边作业 ，空气较为 潮湿 ，腐蚀锈蚀也容易产生裂缝 ；第二 ，该设备未设置起重量限 制 器 ，作业人 员不合理操作比 如斜拉 、超载使设备处于不合理工作状态也是造成 产发裂缝的 原因 ；而该些裂缝要是没及时处理出现安全事故。现有的 裂缝检测是进行人为爬上设备检 测，或者无人机进行检测，但是现有的无人机仅仅是到待检测的区域进行拍照后直接将照 片发送到远程终端，然后人工进行观察图片来检测是否有裂缝存在，这样检测效率并不高。
发明内容 [0003] 为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于无人机的裂缝检测方法，提高了 设备裂缝的检测效率。 [0004] 本发明采用以下方案实现：一种基于无人机的裂缝检测方法，所述方法包括如下 步骤：
步骤S1、无人机上升至需要检测的物体，无人机通过三轴云台相机获取物体待检测区 域的图像；
步骤S2、无人机通过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形成灰度图 ； 步骤S3、将灰度图中的相邻两个像素值进行相减，相减后的相邻两个像素值差异小于 一预设 值的 全部赋 值为 0 ，相减 后的 相邻两个像素 值 差 异大 于所述预设 值的 全部赋 值为 255，并将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中； 步骤S4、将矩阵中的图像像素以图像的形式展现得到一赋值图像，将赋值图像进行图 像腐蚀或者膨胀操作得到最终图像； 步骤S5、无人机通过无线图传发射机将最终图像发送至远程终端，远程终端通过最终 图像来识别是否存在裂缝。 [0005] 进一步的，所述步骤S1和S2之间还包括：步骤S10、把获取的图像进行滤波处理来 消除孤立的噪声点，所述滤波处理采用中值滤波算法。 [0006] 进一步的，所述将赋值图像进行图像腐蚀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷 积核A，所述卷积核A为任何的形状和大小，且卷积核A设置有一参考点；将卷积核A与赋值图 像进行卷积，获得卷积核B覆盖区域的像素点最小值；将这个最小值赋值给参考点指定的像 素，让图像中的高亮区域逐渐减小来使得图像中的裂缝处更加清晰。 [0007] 进一步的，所述将赋值图像进行图像膨胀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷 积核B，所述卷积核B为任何的形状和大小，且卷积核B设置有一参考点；将卷积核B与赋值图
权利要求书1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 说明书5页 附图3页
CN 109767444 A
CN 109767444 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： 步骤S1 、无人机上升至需 要检 测的 物体 ，无人机通过三 轴云台 相机获取物体待检 测区 域的图像； 步骤S2、无人机通过图像处理模块对获取的图像进行灰度变换形成灰度图 ； 步骤S3 、将灰 度图 中的 相邻两个像素值进行 相减 ，相减后的 相邻两个像素值差异小于 一预设 值的 全部赋 值为 0 ，相减 后的 相邻两个像素 值 差 异大 于所述预设 值的 全部赋 值为 255，并将重新赋值的图像像素存储到一矩阵中； 步骤S4 、将矩阵 中的图 像像素以图 像的 形式 展现得到一赋值图 像 ，将赋值图 像进行图 像腐蚀或者膨胀操作得到最终图像； 步骤S5 、无人机通过无线图 传发射机将最终图 像发送至远程终端 ，远程终端通过最终 图像来识别是否存在裂缝。 2 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述步骤S1和 S2之间还包括 ：步骤S10、把获取的图 像进行滤波处理来 消除 孤立的噪 声点 ，所述滤波处理 采用中值滤波算法。 3 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述将赋值图 像进行图像腐蚀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷积核A，所述卷积核A为任何的形状 和大小 ，且卷积核A设置有一参考点 ；将卷积核A与赋值图 像进行卷积 ，获得卷积核B覆盖区 域的 像素点最小值 ；将这个最小值赋值给参考点指定的 像素 ，让图 像中的高亮区域逐渐减 小来使得图像中的裂缝处更加清晰。 4 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述将赋值图 像进行图像膨胀操作得到最终图像，具体为：定义一个卷积核B，所述卷积核B为任何的形状 和大小 ，且卷积核B设置有一参考点 ；将卷积核B与赋值图 像进行卷积 ，获得卷积核B覆盖区 域的 像素点最大值 ；将这个最大值赋值给参考点指定的 像素 ，让图 像中的高亮区域逐渐增 长来使得图像中的裂缝处加大显示。 5 .根据权利要求1所述的一种基于无人机的裂缝检测方法，其特征在于：所述无人机设 置有光线传感器，所述无人机通过光线传感器进行自适应避光操作，具体为：无人机的光线 传感器在 户外不同的时间段获取并记录对应的 光度值 ，为了保证无人机工作的 可靠性 ，取 多个光度值中最小值的光度值作为无人机三轴云台相机所处角度为正受太阳直射的光线 值；如果，无人机工作时光线传感器获取的光度值大于所述最小值，则无人机旋转一设定的 角度来避免三轴云台相机处于太阳光直射下。
代理人 唐杏姣
(51)Int .Cl . G06T 7/00(2017 .01) G06T 5/30(2006 .01) G01N 21/88(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109767444 A (43)申请公布日 2019.05.17
( 54 )发明 名称 一种基于无人机的裂缝检测方法