【調研筆記】寒假記錄 無人機巡檢 圖像處理方法調研總結

寒假任務之一:調研巡檢相關的圖像處理技術,如根據無人機採集的圖像進行自動檢測分析是否存在問題。例子:高鐵橋樑檢測、樓房牆皮破損等。
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就最近閱讀的論文,圍繞“巡檢 圖像處理 無人機”三個關鍵詞進行查詢,在國內論文搜索上所見相關論文都看了下。國外關鍵詞用了patrol inspection 但是目前沒有搜索到相關的技術應用論文,後續若有發現再補充。
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無人機可算作機器人的範疇,隨着近幾年無人機的發展,無人機與智能技術的結合在一些方面取得了成功。關於無人機應用與前景分析可參考:無人機與智能前沿技術與應用
將無人機技術和圖像處理技術以及大數據、智能學習技術相融合已成爲目前大多無人機研究應用的趨勢,而巡檢是一個合適且有這方面需求的領域。目前國內做巡檢的主要是在電力方面,包括電網、輸電站、輸電線路等巡檢,(其中做絕緣子巡檢的論文偏多)也有做橋樑、路面裂縫巡檢的。按照個人認爲的技術發展順序,我下面分爲三類總結我關於國內“巡檢”技術應用的調研情況。

1、早期:採集圖像+圖像處理+人工判定
在相對較早的時候,主要是採用機器人採集需要檢測部分的圖像,然後進行圖像預處理(去噪聲、灰度變換、圖像增強等),然後通過邊緣檢測或者圖像匹配算法,突出圖像關鍵部位的變化,然後人工進行注意排查檢測。

2、近期:採集圖像+圖像處理、提取特徵+機器學習判別
在第一部分的發展上,目前的方法如下:(爲了表達清晰 做了個圖)
目前巡檢推薦方法

其中1的特徵匹配方法可參考:
圖像特徵提取——在滿足分類識別正確率要求的前提下,使用較少的特徵就能完成分類設別任務。

利用Bag Feature模型提取特徵並構建圖像的虛擬字典,其原理是:

a. 利用surf算法生成每幅圖像的特徵點;

b. 生成每幅圖像的向量;

c. 將有疑問的圖像向量與圖庫中圖像的向量求夾角,夾角最小的即爲匹配成功。

3、發展中:採集圖像+圖像處理 、提取特徵+ 深度學習&大數據智能分析
在這部分主要是第二部分的發展,結合深度學習的方法對無人機採集的大量數據進行訓練,或者自動學習更深層次的特徵,然後進行檢測分類,在數據量充足且特徵合適的情況下,提取和識別的準確率預想的比機器學習方法要高。
2的特徵分類方法可參考:
圖像分類——利用神經網絡訓練樣本數據,在圖像識別階段,只要將圖像的特徵向量作爲神經網絡分類器的輸入,經過網絡計

算,分類器的輸出就是識別結果。

神經網絡分類器用n個表示的樣本送入神經網絡,這些分類用二值表示,其原理是:

a. 第一級計算匹配度,然後被平行的通過輸出線送到第二級;

b. 第二級中各類均有一個輸出,當得到正確的分類結果後,分類器的輸出可反饋到第一級;

c. 當樣本十分相似時,分類器會做出正確的響應。

目前國內相關的可參考這篇介紹:深度學習在智能電網圖像識別與故障檢測中的應用

其他參考鏈接:http://www.ideayapai.com/index.php/article/detail/id/47.html

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