一种基于机器视觉的无人机电力物资盘点方法与流程

本发明涉及电力物资智能管理，尤其涉及种基于机器视觉的无人机电力物资盘点方法。

背景技术：

1、电力物资智能管理技术领域包含电力设备物资的标识构建采集识别定位记录与状态登记等内容，核心围绕电力物资在仓储巡检运输及现场使用过程中的信息一致性与可追溯性展开，涉及物资外观编码结构定义标识载体布设图像采集路径规划识别结果与台账数据的对应校核等具体环节，通过对物资编号字段构成方式外观特征组合形式以及空间分布关系进行统一描述，形成面向电力场景的物资信息组织与核验体系。

2、其中，基于机器视觉的无人机电力物资盘点方法是指通过无人机设备执行盘点作业并结合图像识别手段完成物资核对的处理方式，其技术事项涵盖无人机按照仓位坐标顺序执行飞行并获取物资图像记录采集位置与时间信息，对图像中的物资标识编码区域进行分段划分提取各字段字符内容依据字段排列顺序执行逐段匹配并建立顺序约束关系，将匹配得到的完整编号与物资台账编号进行逐条对应登记。

3、现有处理依赖字段分段匹配与顺序对应完成编号确认，缺少对区域连续性与空间结构关系的约束，标识存在污损或遮挡时字符分布易出现断裂，导致字段划分不稳定，例如标签局部缺失时相邻字符易被误归入同一区段，字段顺序主要依据预设结构进行匹配，面对拍摄角度偏移或物资摆放不规则情况时，字段位置出现偏移或交错，顺序判定易失效，编号拼接缺乏路径关联约束，字段之间连接关系不明确，易产生组合错位或缺失，同时重复采集场景中缺少区分机制，同一物资在不同位置记录为多个编号，造成盘点数据冗余及位置映射混乱。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术问题，本发明实施例提供了种基于机器视觉的无人机电力物资盘点方法。所述技术方案如下：

2、一种基于机器视觉的无人机电力物资盘点方法，包括以下步骤：

3、s1：获取无人机巡检路径视频帧，对像素灰度转换并提取亮度，基于横向相邻像素亮度差圈定连续区域，识别像素邻接并剔除中断区域，轮廓提取像素坐标，得到标识区域边界坐标集；

4、s2：基于所述标识区域边界坐标集提取字符轮廓并水平展开，相邻轮廓间距形成序列，依据相邻间距差异划定位置，横向分布划分区段，每一区段字符按边界接触归并，得到字段区段字符分布集合；

5、s3：基于所述字段区段字符分布集合提取每一字段像素坐标形成字段序列，物资编码字段顺序为参照与字段序列逐位对照，轮廓一致且像素重合为对齐点，未对齐字段起始像素与前一字段按水平方向位移变化对照，同向偏移划同向区段，方向变化划交替区段，同向区段字段横移并映射起始像素，交替区段字段横移并划定范围，得到字段顺序校正结果；

6、s4：基于所述字段顺序校正结果提取字段内容形成识别序列并水平展开，识别序列与编码逐段对照，轮廓一致且像素重合为匹配点确定起始位置，所有字段起始像素按水平方向依次连接形成路径连接序列，沿路径提取字段内容并拼接，得到物资盘点编号信息；

7、s5：基于所述物资盘点编号信息结合无人机位置信息进行编号关联，对同批次编号逐项对照，轮廓一致且像素重合划分重复项，按巡检时间保留首条编号并剔除重复编号，关联位置信息存储，得到电力物资视觉盘点结果。

8、作为本发明的进一步方案，所述标识区域边界坐标集包括区域外轮廓坐标范围、边界闭合形态标识、区域空间覆盖范围、有效区域标识集合，所述字段区段字符分布集合包括区段位置划分标识、区段跨度范围、区段字符聚合单元、区段顺序关系标识，所述字段顺序校正结果包括字段排列次序标识、字段区段归属标识、字段对齐基准标识、字段整体偏移状态标识，所述物资盘点编号信息包括编号字符组合内容、编号字段结构单元、编号序列顺序标识、编号唯一识别标识，所述电力物资视觉盘点结果包括编号与位置对应关系、盘点批次归属标识、有效编号集合、物资空间分布信息。

9、作为本发明的进一步方案，所述标识区域边界坐标集的获取步骤为：

10、s101：获取无人机沿巡检路径对电力仓储场地巡检过程中采集的电缆盘标识贴、绝缘子包装箱标签图像，对视频帧进行灰度转换，将像素行列位置与像素亮度状态对应记录，按像素排列顺序提取标识贴与包装箱标签图像区域内亮度分布内容，得到像素亮度分布记录；

11、s102：基于所述像素亮度分布记录，沿图像水平方向逐点对照当前像素与横向相邻像素亮度状态，标定相邻像素间亮度状态差异位置，将亮度状态差异对应像素按横向坐标衔接关系归并，圈定由横向亮度变化构成区域范围，得到横向亮度变化区域；

12、s103：根据所述横向亮度变化区域，识别区域内像素横向邻接关系与纵向邻接关系，标记区域内横向邻接关系与纵向邻接关系中断位置，剔除邻接关系中断区域，对保留区域边界像素按连续衔接关系进行轮廓闭合提取并输出像素坐标集合，得到标识区域边界坐标集。

13、作为本发明的进一步方案，所述字段区段字符分布集合的获取步骤为：

14、s201：基于所述标识区域边界坐标集，提取边界坐标围合范围内字符像素连通边界，对字符像素连通边界进行外接轮廓提取，将字符外接轮廓中心像素坐标与轮廓边界像素坐标沿图像水平方向展开，得到字符轮廓横向排列序列；

15、s202：调用所述字符轮廓横向排列序列，沿图像水平方向提取相邻字符外接轮廓中心像素坐标间隔，按横向位置形成间距序列，逐项对照当前间隔与前一间隔横向距离变化，将距离变化对应位置按排列顺序标定，得到轮廓间距变化位置索引；

16、s203：根据所述轮廓间距变化位置索引，将变化位置两侧字符外接轮廓依据横向像素坐标连续分布划分为字段区段，筛选同一区段内相邻字符外接轮廓边界接触关系，将接触字符归并为字符集合并按区段排列顺序汇集，得到字段区段字符分布集合。

17、作为本发明的进一步方案，所述字段顺序校正结果的获取步骤为：

18、s301：根据所述字段区段字符分布集合，提取每一字段内字符像素坐标分布并形成字段序列，从物资编码结构中提取字段排列顺序作为参照序列，按字段横向位次比较字段序列与参照序列，将字符轮廓边界形状一致且像素坐标重合位置标定为对齐起点，得到字段对齐坐标；

19、s302：调用所述字段对齐坐标，提取未形成对齐起点字段起始像素坐标与前一字段起始像素坐标，沿图像水平方向逐项对照起始像素坐标位置关系，比较相邻字段起始像素坐标偏移方向，将同向偏移区域与偏移方向改变区域按字段横向位次标定，得到偏移分段标识；

20、s303：根据所述偏移分段标识，针对同向区段，将字段整体横向位置移动并重新映射字段起始像素坐标，针对交替区段，将字段边界横向移动并重新划定字符集合范围，将重映射字段起始像素坐标与重划定字符集合按字段排列顺序汇集，得到字段顺序校正结果。

21、作为本发明的进一步方案，所述物资盘点编号信息的获取步骤为：

22、s401：基于所述字段顺序校正结果，提取每一字段字符内容，将重映射字段起始像素坐标、重划定字符集合范围与字符轮廓边界坐标沿图像水平方向展开，比较相邻字段字符内容在字段横向位次中排列位置，将字段字符内容与字段区段坐标对应汇集，得到识别字段序列；

23、s402：调用所述识别字段序列，从物资编码结构中提取字段段位与字段内容排列规则，将识别字段序列与字段内容排列规则按字段段位逐段位置对照，比较字符轮廓边界闭合方向与像素坐标重合位置，将边界方向一致且坐标重合位置标定为匹配点并关联字段起始位置，得到字段匹配起始坐标；

24、s403：根据所述字段匹配起始坐标，将所有字段起始像素坐标按图像水平方向递进连接，将连接范围保持在字段匹配起始坐标对应区段内并形成路径关系，沿路径方向提取路径覆盖字段字符内容，将字段字符内容按字段排列顺序拼接，得到物资盘点编号信息。

25、作为本发明的进一步方案，所述电力物资视觉盘点结果的获取步骤为：

26、s501：根据所述物资盘点编号信息结合无人机巡检过程中输出位置信息，提取编号内容、编号识别时刻、位置输出时刻与位置坐标，比较编号识别时刻与位置输出时刻在同一巡检批次内巡检时间顺序对应关系，将编号内容与对应位置输出时刻关联的位置坐标进行匹配，得到编号位置映射关系；

27、s502：调用所述编号位置映射关系，提取同一巡检批次内编号内容、字符轮廓边界坐标、像素坐标位置与关联位置坐标，逐项对照编号内容之间对应关系，比较字符轮廓边界坐标对应形状关系与像素坐标位置重合关系，将边界形状一致且坐标位置重合编号划分为重复项，得到重复编号划分标识；

28、s503：根据所述重复编号划分标识，提取重复项编号、无人机巡检时间顺序与编号位置映射关系中关联位置坐标，筛选重复项中巡检时间顺序位于首位编号，剔除后续重复编号对应映射项，将保留编号与关联位置坐标按巡检批次进行关联存储，得到电力物资视觉盘点结果。

29、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

30、本发明中，通过像素亮度差异与邻接关系构建连续区域边界，使标识区域保持稳定空间形态并减少边界断裂干扰，通过轮廓间距变化划分区段，使字符集合形成有序分布结构，通过字段位置偏移方向划分同向区段与交替区段，使字段顺序在倾斜或错位情况下保持一致，通过路径连接关系完成编号拼接，使字段内容形成连续关联链路，通过编号与位置信息联合约束及重复识别规则，使同批次数据在时间与空间维度保持一致，从而增强编号构建稳定性与空间对应能力。