基于5G大数据网络优化管道智慧巡检技术的应用研究

邓楚舒 联通（上海）产业互联网有限公司

1 研究企业信息管理系统的意义

随着我国5G时代的到来，大数据技术被应用于很多领域，尤其是在无人机技术方面，得到了充分的应用，尤其是在智慧管道中移动实时性，管道的完善管理方面，比人工效率高，符合国家标准认证，在精细化管理方面，以及闭环工作流程，标准化的记录，都可以利用大数据巡检手段，进行合理性的调整，快速高效达到国家标准，为智慧巡检管道技术的安全性打下坚实的基础。目前管道等设备每隔一段时间就会出现腐朽，老化，而现在的管道技术又多是基于防腐蚀、防锈化等特殊技术管道的基础上进行革新和改进。

2 主要采用的技术

2.1 图像处理技术

长达几十公里的管道的巡检需要耗费的人力多，如1人开车，2人进行观测和检查。而且巡检效率低，检查率低、巡检频次低。

对现场的图像进行分析通过：图像标准化、图像的预处理、图像特征提取、图像的对比得出巡检结果。这条管道巡检线路通过整体的无人机巡检可以知道现场是否有高温报警、是否有泄漏、是否有人破坏等情况，从而对这些情况进行预警和报警。在后端大数据技术处理技术时，通过PID算法进行整体数据的统计和调控，因此图像处理技术在智慧管道巡检中起到至关重要的作用。

2.2 5G时代无线控制系统

目前5G技术火遍布全球，通过4G蜂窝技术实时无线通信，通过建设5G基站，实现巡检线路5G信号的覆盖，5G技术有3个技术特点：

(1）eMbb （Enhanced Mobile Broadband）提供超快速的带宽体验，上行下行速率得到了极大的提升。

(2）MMTC （ Massive Machine-Type Communication）提供超大连接数量，支撑大量5G设备终端的接入。

(3）uRLLC（Ultra-relaible and Low Latency Communication）提供了极可靠的低延时通道，可以让各个领域在使用5G信号时得到超低延时，无人技术中是应用最广泛的。

2.3 需求分析

(1）首先分析无人机管道技术中图像处理技术的管控技术

(2）其次分析图像处理技术在管道中的设计实现，和整个流程，帮助终端工作人员进行算法的统计分析，实现智慧巡检技术的整体操控，全程实施无线网络优化，不需要人工实体干预，同时技术手段较为成熟。

(3）分析多属性决策方法，分析北斗无人机系统操作的主要工作流程，并且与5G技术结合的主要过程，同时运用嵌入式软件以及用MATLAB编程实现算法。

(4）研究无人机在是去信号时，在离线情况下，对路线的计算后的原路返回准确性的研究和算法学习。

3 大数据图像处理技术实现

目前无人机拍摄图片时，会形成抓拍效果不好，图片过分的偏移，图像没有任何价值，因此大数据技术需要对管道无人机进行整体坐标的一个定位，一般情况分为目标坐标，空间坐标，图像的坐标，以及图像的像素要求坐标，主要采用的公式如下图所示。

假设无人机抓拍的整个目标为X,Y,Z轴线,无人机在通过算子进行整体的投影，将无人机的相机和世界，在R距离上精细调和，然后在根据投影公式,当时环境的影响，F进行调和，最后形成像素和平面，通过图像的分割，边缘检测，边缘的跟踪，通过算子 Roberts、Prewitt、Sobel、Scharr 及 Canny进行整个图像的处理，形成Z进行目标的抓拍锁定。在过程中也要消除一些图片的杂质，因此在公式里加入D的元素。

4 无人机管道识别的算法的过程

首先对无人机进行初始化，无人机盘查地形，然后进去管道识别函数的调用，由于无人机在设计时有很多功能，通常一部无人机的成本较高，因此在管道巡检时需要调用不同的函数，进行调用，然后无人机通过信号的发射请求，操控人员根据系统需求，以及整体环境地形的需求进行数据的传输。无人机在调用函数前需要对图像进行抓拍和分析。

5 无人机智慧巡检技术总体流程的实现

目前为止无人机技术需要通过大数据算法进行整体的实施，进行整个的滤波的和彩色图像的处理，才能够实现一个可以透视，及时传入操控人员手中，一般情况无人机采用嵌入式软件技术的方式，通过整个芯片的搭建，系统的输出输入，软硬件的结合，集成电路，集成模块的结合后，才能与智慧巡检中的管道无人机进行整体的无人驾驶的飞行技术的控制，下图5-6为无人机技术的整个流程图。

首先无人机开发过程中，要在嵌入式软件系统的基础上进行，第一进入嵌入式软件系统，进行无人机的的管道滤波处理，识别无人机的文件和图像处理两方面系统，一方面是文件内部磁盘系统，内存，计时管理，这些模块的集成，然后图像处理用户界面算法也需要写入，形成驱动，将这块驱动芯片，存入无人机的飞行控制器里面，无人机在硬件方面也建立CPU存储模块，最后由于飞行控制器芯片和存储模块两个模块集成北斗定位无线通信导航系统。

6 结论

本研究根据无人机在管道巡检技术进行整体的研究，同时也讲述了无人机技术的应用，根据无人机灵敏小巧等特点进行整体的分析，本研究根据无人机的开源 ATK-F405 飞控机型进行大数据的编译，从实际考察中进行整体的分析。了解无人机在管道巡检过程中的业务流程，通过图像处理技术以及嵌入式软件，和大数据PID算法进行整理操控。实施过程中的区域操控，管道过程的排查。本研究结合了大数据以及图像处理技术、5G技术，同时也描述着我国无人机的主要应用。通过不断地优化模拟管道技术法的数据以及对比实时计算得到的无人机的目标定位。大数据帮助无人机的在管道巡查的应用还有很多，本研究主要利用大数据图像处理技术，希望以后有更多企业可以借鉴。