一种远程安全评估的方法、设备及系统与流程

本发明涉及远程评估，尤其涉及一种远程安全评估的方法、设备及系统。

背景技术：

1、在进行无人机飞行任务时，无人机的飞行安全是一个重要的考虑因素。尤其是在工业环境中，无人机可能需要飞越热源，如烟囱、冶炼炉或其他产生热量的设备。这些热源上方的热气流可以对无人机的稳定性和安全性构成严重威胁。热气流可能会导致无人机受到不稳定的空气动力学效应，甚至可能引起无人机的坠机，为了确保无人机的安全飞行，需要对热源及其上方的热气流进行实时监控和评估。传统的监控方法可能无法提供足够的信息来评估无人机飞越热源时的风险，例如，现有技术中的传感器无法远程地准确检测出热气流以进行安全评估，提前为无人机进行预警，避免危险发生。

2、中国专利公开号：cn105235907a公开了一种设有热源检测器的电力线路检测无人机，包括有遥控无人机、设有遥控无人机底面的可转动的摄像头；还包括有设于遥控无人机内部的电路装置，所述电路装置包括有主控装置、用于接收飞行命令信号以及发射监控信号的通信模块，所述通信模块和摄像头分别与主控装置信号连接；还包括有设于遥控无人机内的用于给电路装置供电的电源模块；所述通模块包括有天线，所述天线枢接于遥控无人机底部；还包括有用于探测热源的热源探测器，所述热源探测器设于遥控无人机底部并且与主控装置信号连接。

3、由此可见，现有技术存在以下问题：由于无法通过传感器直接检测出热源上方的热气流，同时缺乏精确的评估方法以远程评估无人机飞行路径上的热气流情况，导致无人机在经过热气流时存在坠机风险。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种远程安全评估的方法、设备及系统，用以克服现有技术中无法通过传感器直接检测出热源上方的热气流，同时缺乏精确的评估方法以远程评估无人机飞行路径上的热气流情况，导致无人机在经过热气流时存在坠机风险的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种远程安全评估的方法，包括：

3、确定热源风险评价值，并根据所述热源风险评价值确定对热源的预警，或确定对热源上方预设高度处进行视频录制；

4、根据所述热源风险评价值与第一预设热源风险评价值的第一相对差确定所述预设高度；

5、根据录制完成的视频中相邻两帧图像之间的结构相似度确定是否将所述相邻两帧图像作为一组图像对进行保存；

6、根据所述结构相似度与预设结构相似度的第二相对差确定对所述图像对进行采样的采样方式；

7、确定热气流评价值，并根据所述热气流评价值确定对热气流的预警，或根据所述热气流评价值与第一预设热气流评价值的第三相对差确定对第二预设热源风险评价值的修正。

8、进一步地，根据以下公式计算热源风险评价值，设定：

9、

10、其中，r表示热源风险评价值，w表示热源的最高温度，m0表示热源的热成像图的总像素面积，m表示热源的热成像图中温度大于100℃部分的区域像素面积。

11、进一步地，根据所述热源风险评价值大于第二预设热源风险评价值的比对结果确定对热源进行预警，根据所述热源风险评价值小于等于第二预设热源风险评价值且大于等于第一预设热源风险评价值的比对结果确定对热源上方预设高度处进行视频录制。

12、进一步地，根据所述第一相对差小于等于第一预设相对差的比对结果确定所述预设高度为第一预设高度g1＝g0×ln(△r1+1)，根据所述第一相对差大于第一预设相对差的比对结果确定所述预设高度为第二预设高度g2＝g0×ln(△r1+1.5)。

13、进一步地，根据录制完成的视频中相邻两帧图像之间的结构相似度ssim大于预设结构相似度ssim0的比对结果确定将所述相邻两帧图像作为一组图像对进行保存。

14、进一步地，根据所述第二相对差小于等于第二预设相对差的比对结果确定以第一采样方式对所述图像对进行采样，所述第一采样方式为在所述图像对中图像的左上角分别采集50×50像素大小的子区图像组成第一子区图像对，在所述图像对中图像的中心分别采集50×50像素大小的子区图像组成第二子区图像对，在所述图像对中图像的右下角分别采集50×50像素大小的子区图像组成第三子区图像对。

15、进一步地，根据所述第二相对差大于第二预设相对差的比对结果确定以第二采样方式对所述图像对进行采样，所述第二采样方式为在所述图像对中图像的左上角分别采集100×100像素大小的子区图像组成第一子区图像对，在所述图像对中图像的中心分别采集100×100像素大小的子区图像组成第二子区图像对，在所述图像对中图像的右下角分别采集100×100像素大小的子区图像组成第三子区图像对。

16、进一步地，根据以下公式计算热气流评价值，设定：

17、

18、其中，p表示热气流评价值，ai1表示所述视频的第i个图像对中第一子区图像对的两张子区图像的归一化互相关，ai2表示所述视频的第i个图像对中第二子区图像对的两张子区图像的归一化互相关，ai3表示所述视频的第i个图像对中第三子区图像对的两张子区图像的归一化互相关，n表示所述视频中图像对的数量；

19、根据所述热气流评价值大于第二预设热气流评价值的比对结果确定对热气流进行预警，根据所述热气流评价值小于等于第二预设热气流评价值且大于等于第一预设热气流评价值的比对结果确定根据所述热气流评价值与第一预设热气流评价值的第三相对差确定是否对第二预设热源风险评价值进行修正；

20、根据所述第三相对差大于第三预设相对差的比对结果确定以修正系数对第二预设热源风险评价值进行修正。

21、另一方面，本发明还提供一种应用于远程安全评估的方法的设备，包括：无人机，设置所述无人机下方的云台，以及设置在所述云台上的图像获取模块；

22、所述图像获取模块上设置有用以采集热成像图的热成像仪以及用以录制视频的工业相机。

23、另一方面，本发明还提供一种应用于远程安全评估的方法的系统，包括：

24、数据获取单元，其与所述图像获取模块相连，用以获取所述热成像仪采集到的热源的热成像图以及所述工业相机录制的视频；

25、第一预警单元，其与所述数据获取单元相连，用以根据数据获取单元获取的数据确定热源风险评价值，并根据所述热源风险评价值确定对热源的预警，或确定对热源上方预设高度处进行视频录制；

26、采样单元，其分别与所述数据获取单元以及第一预警单元相连，用以根据录制完成的视频中相邻两帧图像之间的结构相似度确定是否将所述相邻两帧图像作为一组图像对进行保存，并根据所述结构相似度与预设结构相似度的第二相对差确定对所述图像对进行采样的采样方式；

27、第二预警单元，其分别与所述第一预警单元以及采样单元相连，用以确定热气流评价值，并根据所述热气流评价值确定对热气流的预警，或根据所述热气流评价值与第一预设热气流评价值的第三相对差确定对第二预设热源风险评价值的修正。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过热源的最高温度、热源的热成像图的总像素面积以及热源的热成像图中温度大于100℃部分的区域像素面积计算热源风险评价值以精确地评估热源的风险情况。

29、进一步地，本发明通过所述热源风险评价值与预设热源风险评价值的比对结果远程确定是否对热源进行预警，精确地根据热源的风险情况进行预警有助于优化无人机飞行路径，避免飞越该区域，从而确保飞行的安全性，在热源风险评价值处于第一预设热源风险评价值和第二预设热源风险评价值之间时，确定对热源上方预设高度处进行视频录制以通过视频进一步精确地远程判断热源上空是否适宜飞行。

30、进一步地，本发明通过热源风险评价值和第一预设热源风险评价值的第一相对差与第一预设相对差的比对结果确定所述预设高度，并进一步根据公式计算出精确适宜的高度，预设高度过高或过低视频都无法精确记录热源上方的热气流情况，进而影响对热气流的检测。

31、进一步地，本发明通过录制完成的视频中相邻两帧图像之间的结构相似度ssim与预设结构相似度ssim0的比对结果确定是否将所述相邻两帧图像作为一组图像对进行保存，精确地选择出画面变化较小的优质背景图像作为热气流的背景，提高了热气流检测的精确性。

32、进一步地，本发明根据结构相似度与预设结构相似度的第二相对差确定对所述图像对进行采样的采样方式，以选择出合适大小的子区图像对，在保证热气流检测效果的前提下避免了过度采样导致的计算资源浪费及计算延迟。

33、进一步地，本发明热气流评价值是根据视频中若干图像对的三个子区图像对的归一化互相关间接地评估热气流的强度，由于热气流无法通过仪器远程的直接检测出来，但是利用热气流对光线的折射可以导致图像变形的特性，能够在较远的距离上评估热气流的强度。

34、进一步地，本发明根据所述热气流评价值与预设热气流评价值的比对结果精确地对热气流提前进行预警，避免无人机坠机的发生，同时在热气流评价值处于中间范围时确定所述热气流评价值与第一预设热气流评价值的第三相对差确定是否对第二预设热源风险评价值进行修正，进一步提高对热源预警的灵敏度。

35、进一步地，本发明通过第三相对差与第三预设相对差的比对结果确定是否对第二预设热源风险评价值进行修正，精确地判断是否需要修正对热源预警的灵敏度。

36、进一步地，本发明根据公式计算修正系数使得对第二预设热源风险评价值的修正更加精确可控。