【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置及方法，属于水利界桩自动巡检、修复。
技术介绍
1、水利界桩是水文工程中的重要组成部分，用于标志河流、湖泊、水库和其他水体的边界，指示特定的地理位置，以及提供导航和测量的参考点。水利界桩在水利管理、航运导航、地理测量和环境监测等领域具有广泛应用。它们的功能和完好性对于确保水利工程的安全和有效运行至关重要。
2、由于水利界桩通常位于户外环境中，暴露在自然环境和人为干扰下，容易受到损坏。常见的损坏原因包括恶劣天气、交通事故、偷盗破坏和自然侵蚀等。损坏的水利界桩可能导致导航难度、边界不明确和测量错误，甚至可能危及水利工程的安全。
3、为了解决这些问题，提高水利界桩的管理与保护水平，需要对水利界桩进行定期的巡查和维修。目前，水利界桩的巡查和维修主要依靠人工实地进行，这种方式存在以下挑战：
4、（1）工作效率低，耗时耗力。由于水利界桩分布广泛，地形复杂，人工巡查和维护需要消耗大量的人力物力，且短期难以覆盖所有界桩；
5、（2）工作质量差，难以保证。由于人工巡查和维护受到人员素质、技术水平、环境条件等因素的影响，容易出现漏查、错查、误判等情况，导致界桩损坏无法及时发现和修复；
6、（3）工作风险高，安全难以保障。由于部分水利界桩位于偏远、险峻、复杂的地区，人工巡查和维护存在一定的安全隐患，如遭遇恶劣天气、野生动物、地质灾害等。
7、因此，本专利技术旨在提供一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置及方法，以解决这些挑
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置及方法的改进。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，包括至少一个无人机和至少一个管理中心，所述无人机上携带有喷漆修复装置、拍摄处理装置和定位信号装置，所述无人机内部还安装有电池、通讯模块和动力模块；
3、所述喷漆修复装置包括底色涂白单元、镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元和距离控制单元，所述底色涂白单元用于对损坏度较高的水利界桩进行底色涂白处理，所述底色涂白单元包括两个可升降的喷漆杆，喷漆杆的一端连通供料槽，喷漆杆的另一端设置有喷漆头；
4、所述镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元分别位于无人机机身上设置的两个同心的可旋转的圆形卡槽中；
5、所述距离控制单元包括距离传感器和控制器，所述距离传感器用于检测喷漆修复装置与水利界桩之间的距离并将信号传输给控制器，所述控制器用于根据信号调整喷漆头的高度、镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元的位置、无人机与水利界桩之间的距离和无人机的形态，通过人工智能算法根据水利界桩的高度与宽度调整喷漆头与镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元的相对位置，同时调整无人机与水利界桩之间的距离，使喷漆头喷出的文字与图形达到预期效果；
6、所述拍摄处理装置用于拍摄水利界桩的图像，并将其与样本图进行对比，以判断水利界桩是否需要修复；
7、所述定位信号装置用于确定水利界桩的位置，并将其发送给管理中心或其他无人机；
8、所述管理中心用于接收无人机发送的位置信息和图像信息并对其进行分析和处理，生成飞行指令和维护计划。
9、所述喷漆杆通过螺旋升降机构进行升降。
10、所述镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元和距离控制单元的圆形卡槽的旋转是通过滑轮实现的；
11、所述镂空文字颜色喷漆修饰切换单元上设置有半圈的镂空文字图形，另外半圈为完全镂空的，所述镂空喷漆图形切换单元上设置有半圈的镂空图形，另外半圈为完全镂空的。
12、所述拍摄处理装置包括拍摄单元、处理单元和存储单元，所述拍摄单元用于对水利界桩进行高清晰度的图像拍摄，并将图像传输给处理单元，所述处理单元用于接收拍摄单元传输的图像，对图像进行预处理，使用人工智能算法对预处理后的图像进行分割，识别水利界桩图像中的边缘和轮廓，进行特征提取，分析水利界桩表面的纹理特征，以识别破损或磨损的迹象，并使用卷积神经网络对水利界桩的状态进行分类，判断是否存在损坏，以确定水利界桩是否需要修复，并生成修复路径，所述存储单元用于存储拍摄单元采集的图像和处理单元生成的修复路径。
13、所述定位信号装置包括定位单元、发送单元和接收单元，所述定位单元用于接收来自卫星或基站的定位信号，并计算出水利界桩的经纬度坐标，所述发送单元用于将定位单元计算出的坐标发送给管理中心或其他无人机，所述接收单元用于接收来自管理中心或其他无人机发送的飞行指令和维护计划。
14、所述无人机采用可折叠旋翼的无人机。
15、图像分割的算法能够采用基于阈值的分割、基于区域的分割、基于边缘的分割或基于深度学习的分割方法，并对分割结果进行评估。
16、识别水利界桩图像中的边缘和轮廓的算法采用canny边缘检测器。
17、通过深度学习网络对水利界桩图像进行特征提取与损坏评估。
18、一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业方法，采用水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，包括以下步骤：
19、（1）管理中心根据水利界桩的分布情况，制定巡查计划，并将其发送给无人机；
20、（2）无人机根据巡查计划，按照预设的航线和高度进行飞行，同时使用拍摄处理装置对水利界桩进行拍摄，并将图像传输给管理中心；
21、（3）管理中心使用人工智能算法对接收到的图像进行分析和比对，以确定水利界桩是否需要修复，并生成修复路径，并将其发送给无人机；
22、（4）无人机根据修复路径，控制喷漆修复装置对损坏的水利界桩进行喷涂修复，同时使用定位信号装置确定水利界桩的位置，并将其发送给管理中心；
23、（5）管理中心根据接收到的位置信息和图像信息，对无人机进行监控和管理，并生成维护报告将其显示出来。
24、本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：
25、（1）该装置是一种基于无人机技术用于水利界桩的自动巡查和修复的一体化远程作业装置，能够实现对水利界桩的全方位、实时、精准的监测和维护，有效提高提高了水利界桩的巡查和维护效率，节省了人力物力，扩大了巡查范围，减少了漏查、错查、误判等情况；
26、（2）人工巡查和维修存在诸多问题，如人员素质、技术水平、环境条件等因素的影响，容易出现漏查、错查、误判等情况。相比之下，本专利技术的装置利用拍摄处理装置和人工智能算法，对水利界桩进行图像分析和比对，能够准确判断界桩是否需要修复，从而提高了作业质量，有效避免了人工巡查和维护的风险，保障了工作人员的安全，减少了事故发生的可能性，提高了水利工程的安全运行和效益发挥；
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，包括至少一个无人机和至少一个管理中心，其特征在于：所述无人机上携带有喷漆修复装置、拍摄处理装置和定位信号装置，所述无人机内部还安装有电池、通讯模块和动力模块；
2.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述喷漆杆通过螺旋升降机构进行升降。
3.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元和距离控制单元的圆形卡槽的旋转是通过滑轮实现的；
4.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述拍摄处理装置包括拍摄单元、处理单元和存储单元，所述拍摄单元用于对水利界桩进行高清晰度的图像拍摄，并将图像传输给处理单元，所述处理单元用于接收拍摄单元传输的图像，对图像进行预处理，使用人工智能算法对预处理后的图像进行分割，识别水利界桩图像中的边缘和轮廓，进行特征提取，分析水利界桩表面的纹理特征，以识别破损或磨损的迹象，并使用卷积神经网络对水利界桩的状态进行分类，判断是否存
5.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述定位信号装置包括定位单元、发送单元和接收单元，所述定位单元用于接收来自卫星或基站的定位信号，并计算出水利界桩的经纬度坐标，所述发送单元用于将定位单元计算出的坐标发送给管理中心或其他无人机，所述接收单元用于接收来自管理中心或其他无人机发送的飞行指令和维护计划。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述无人机采用可折叠旋翼的无人机。
7.根据权利要求4所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：图像分割的算法能够采用基于阈值的分割、基于区域的分割、基于边缘的分割或基于深度学习的分割方法，并对分割结果进行评估。
8.根据权利要求4所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：识别水利界桩图像中的边缘和轮廓的算法采用Canny边缘检测器。
9.根据权利要求4所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：通过深度学习网络对水利界桩图像进行特征提取与损坏评估。
10.一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业方法，采用如权利要求1-9任一项所述的水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，包括至少一个无人机和至少一个管理中心，其特征在于：所述无人机上携带有喷漆修复装置、拍摄处理装置和定位信号装置，所述无人机内部还安装有电池、通讯模块和动力模块；
2.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述喷漆杆通过螺旋升降机构进行升降。
3.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述镂空文字颜色喷漆修饰切换单元、镂空喷漆图形切换单元和距离控制单元的圆形卡槽的旋转是通过滑轮实现的；
4.根据权利要求1所述的一种水利界桩自动巡检、修复的远程作业装置，其特征在于：所述拍摄处理装置包括拍摄单元、处理单元和存储单元，所述拍摄单元用于对水利界桩进行高清晰度的图像拍摄，并将图像传输给处理单元，所述处理单元用于接收拍摄单元传输的图像，对图像进行预处理，使用人工智能算法对预处理后的图像进行分割，识别水利界桩图像中的边缘和轮廓，进行特征提取，分析水利界桩表面的纹理特征，以识别破损或磨损的迹象，并使用卷积神经网络对水利界桩的状态进行分类，判断是否存在损坏，以确定水利界桩是否需要修复，并生成修复路径，所述存储单元用于存储拍摄单元采集的图像和处理单元生成的修复路径。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，丁跃，严后军，唐建国，袁聪，周威，朱泼，殷闻，蔡宇，邵笑，肖怀前，袁江平，
申请(专利权)人：江苏省淮沭新河管理处，
类型：发明
国别省市：
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