基于5G大數據網絡優化管道智慧巡檢技術的應用研究

鄧楚舒 聯通（上海）產業互聯網有限公司

1 研究企業信息管理系統的意義

隨著我國5G時代的到來，大數據技術被應用于很多領域，尤其是在無人機技術方面，得到了充分的應用，尤其是在智慧管道中移動實時性，管道的完善管理方面，比人工效率高，符合國家標準認證，在精細化管理方面，以及閉環工作流程，標準化的記錄，都可以利用大數據巡檢手段，進行合理性的調整，快速高效達到國家標準，為智慧巡檢管道技術的安全性打下堅實的基礎。目前管道等設備每隔一段時間就會出現腐朽，老化，而現在的管道技術又多是基于防腐蝕、防銹化等特殊技術管道的基礎上進行革新和改進。

2 主要采用的技術

2.1 圖像處理技術

長達幾十公里的管道的巡檢需要耗費的人力多，如1人開車，2人進行觀測和檢查。而且巡檢效率低，檢查率低、巡檢頻次低。

對現場的圖像進行分析通過：圖像標準化、圖像的預處理、圖像特征提取、圖像的對比得出巡檢結果。這條管道巡檢線路通過整體的無人機巡檢可以知道現場是否有高溫報警、是否有泄漏、是否有人破壞等情況，從而對這些情況進行預警和報警。在后端大數據技術處理技術時，通過PID算法進行整體數據的統計和調控，因此圖像處理技術在智慧管道巡檢中起到至關重要的作用。

2.2 5G時代無線控制系統

目前5G技術火遍布全球，通過4G蜂窩技術實時無線通信，通過建設5G基站，實現巡檢線路5G信號的覆蓋，5G技術有3個技術特點：

(1）eMbb （Enhanced Mobile Broadband）提供超快速的帶寬體驗，上行下行速率得到了極大的提升。

(2）MMTC （ Massive Machine-Type Communication）提供超大連接數量，支撐大量5G設備終端的接入。

(3）uRLLC（Ultra-relaible and Low Latency Communication）提供了極可靠的低延時通道，可以讓各個領域在使用5G信號時得到超低延時，無人技術中是應用最廣泛的。

2.3 需求分析

(1）首先分析無人機管道技術中圖像處理技術的管控技術

(2）其次分析圖像處理技術在管道中的設計實現，和整個流程，幫助終端工作人員進行算法的統計分析，實現智慧巡檢技術的整體操控，全程實施無線網絡優化，不需要人工實體干預，同時技術手段較為成熟。

(3）分析多屬性決策方法，分析北斗無人機系統操作的主要工作流程，并且與5G技術結合的主要過程，同時運用嵌入式軟件以及用MATLAB編程實現算法。

(4）研究無人機在是去信號時，在離線情況下，對路線的計算后的原路返回準確性的研究和算法學習。

3 大數據圖像處理技術實現

目前無人機拍攝圖片時，會形成抓拍效果不好，圖片過分的偏移，圖像沒有任何價值，因此大數據技術需要對管道無人機進行整體坐標的一個定位，一般情況分為目標坐標，空間坐標，圖像的坐標，以及圖像的像素要求坐標，主要采用的公式如下圖所示。

假設無人機抓拍的整個目標為X,Y,Z軸線,無人機在通過算子進行整體的投影，將無人機的相機和世界，在R距離上精細調和，然后在根據投影公式,當時環境的影響，F進行調和，最后形成像素和平面，通過圖像的分割，邊緣檢測，邊緣的跟蹤，通過算子 Roberts、Prewitt、Sobel、Scharr 及 Canny進行整個圖像的處理，形成Z進行目標的抓拍鎖定。在過程中也要消除一些圖片的雜質，因此在公式里加入D的元素。

4 無人機管道識別的算法的過程

首先對無人機進行初始化，無人機盤查地形，然后進去管道識別函數的調用，由于無人機在設計時有很多功能，通常一部無人機的成本較高，因此在管道巡檢時需要調用不同的函數，進行調用，然后無人機通過信號的發射請求，操控人員根據系統需求，以及整體環境地形的需求進行數據的傳輸。無人機在調用函數前需要對圖像進行抓拍和分析。

5 無人機智慧巡檢技術總體流程的實現

目前為止無人機技術需要通過大數據算法進行整體的實施，進行整個的濾波的和彩色圖像的處理，才能夠實現一個可以透視，及時傳入操控人員手中，一般情況無人機采用嵌入式軟件技術的方式，通過整個芯片的搭建，系統的輸出輸入，軟硬件的結合，集成電路，集成模塊的結合后，才能與智慧巡檢中的管道無人機進行整體的無人駕駛的飛行技術的控制，下圖5-6為無人機技術的整個流程圖。

首先無人機開發過程中，要在嵌入式軟件系統的基礎上進行，第一進入嵌入式軟件系統，進行無人機的的管道濾波處理，識別無人機的文件和圖像處理兩方面系統，一方面是文件內部磁盤系統，內存，計時管理，這些模塊的集成，然后圖像處理用戶界面算法也需要寫入，形成驅動，將這塊驅動芯片，存入無人機的飛行控制器里面，無人機在硬件方面也建立CPU存儲模塊，最后由于飛行控制器芯片和存儲模塊兩個模塊集成北斗定位無線通信導航系統。

6 結論

本研究根據無人機在管道巡檢技術進行整體的研究，同時也講述了無人機技術的應用，根據無人機靈敏小巧等特點進行整體的分析，本研究根據無人機的開源 ATK-F405 飛控機型進行大數據的編譯，從實際考察中進行整體的分析。了解無人機在管道巡檢過程中的業務流程，通過圖像處理技術以及嵌入式軟件，和大數據PID算法進行整理操控。實施過程中的區域操控，管道過程的排查。本研究結合了大數據以及圖像處理技術、5G技術，同時也描述著我國無人機的主要應用。通過不斷地優化模擬管道技術法的數據以及對比實時計算得到的無人機的目標定位。大數據幫助無人機的在管道巡查的應用還有很多，本研究主要利用大數據圖像處理技術，希望以后有更多企業可以借鑒。