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无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用研究

作者:未知

  摘要:伴随着国家的科技实力增长以及社会方面的经济总值上升,使在国家范围内部的无人机事业发展颇为迅速。通过无人机的内置3G/4G网络,配合卫星的实时通讯技术,可以轻松的将无人机在现场勘测到的图像传输回总部或者控制中心,进而实现一套完整的、具有很强实用性的探测监管体系,便于工作人员对实际工作的场地有一个清晰的认知。本文着重针对无人机的图像处理在油气田方面的应用做出以下见解。
  Abstract: With the increase of the country's scientific and technological strength and the rise of the total economic value of society, the development of UAV within the country has been developing rapidly. Through the built-in 3G/4G network of the UAV and the real-time communication technology of the satellite, the images surveyed by the UAV at the scene can be easily transmitted back to the headquarters or control center, thereby realizing a complete and highly practical detection and supervision system, which is convenient for the staff to have a clear understanding of the actual work site. This article focuses on the application of UAV image processing in oil and gas fields to make the following insights.
  關键词:无人机;图像处理;油气田生产;应用研究
  Key words: UAV;image processing;oil and gas field production;applied research
   中图分类号:TP317.4                                        文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2019)36-0249-02
  0  引言
  在无人机的技术应用过程中,无人机在实际工程中的使用范围十分宽广,重点表现在实时图像反馈以及在三维模型的建立方面,在这个基础上加入地理信息方面的系统安全。这两者的紧密结合、反馈的结果就是形成一套完整的反馈良好、还原度高、清晰度高的实际场景地图,便于工作人员对工作的分配以及工程的实施提供一个良好的监管系统,可以帮助油气田方面提升设备信息化管理的水平和质量,为油气田方面的数字化建设提供很大的帮助。
  1  研究目的
  油气管道是一种运输油气资源最主要的形式,目前中国的长输管道总长已经突破了十二万公里,遍布全国各地,为全国各地的油气使用提供很强的便利性。油气的迅速发展也带动了整个社会的经济水平增长,使人民群众的生命财产方面也有很强的保障。可是经济节奏的不断加快给油气田方面的管道建设带来很大的压力,在压力下问题也逐渐暴露出来,管道沿线占压、安全间距不足等一系列问题如同雨后春笋一般给集输管道的运行带来很大的危害。在无人机发展领域逐渐延伸出各种各样的技术,并且无人机这一技术水平也被运用在越来越广泛的地区和岗位。在无人机的图像处理技术加持下,为油气田生产方面的工作带来很大的便利。
  而无人机技术作为一种新经济社会背景下的科技产物采取最先进的无人机驾驶飞行棋,搭配上遥感传感器、遥测遥控、无线通讯、GPS差分定位、遥感应用等技术,能够实现对油气田方面的管线、站库的检测和检查、每天定期巡视等工作[1]。用无人机实现这些功能,一方面能够对实际的场景进行视频录制,以实际的图像影视资料进行管道工作方面的辨别和记录;另外一个方面,就是在发生安全事故的时间无人机也比人工更加灵活,能够迅速升空,降低由于事故带来的损失,并且位居高处,便于第一时间提供现场方面的实际情况,便于直观解决出现的一系列问题,为管理层提供一个观察场地的途径,提升决策方面的准确程度。
  目前无人机作业的过程中还因为距离传输方面的限制,使图像的获取以及影音视频的获取受到很强的局限性。因此,下一步的研究需要重点针对无人机图像方面的技术提升进行研究,增强无人机的实际应用能力。
  2  研究内容
  结合油气田方面的工作性质,重点针对油气田方面的野外作业,在一些人工人力难以到达的区域实现无人机的技术手段监控,进行抢险作业,或者移除可能发生的隐患。在研究的过程中搭配无人机内置的3G/4G网络信号,通过卫星网络等手段进行图像和视频影像的实际传输,和总部的资料实现实时的传输和接受。并且无人机方面也可以实时接受总部方面传输过来的指令信号,双方实现数据的互相交流,形成一套能够解决出现问题的实施方案[2]。在视频信息的接收方配合相应的软件支持,对传输的视频进行接收和编辑,制定出相应的三维立体图形,提升设备信息化方面的技术水平,建立一个完善的信息化平台,实现油气田方面的信息化监管,提升工程的精细程度,便于对工程的实施加以管理。   3  主要技术方案
  3.1 无人机图传延伸研究测试方案
  由于无人机的传输距离限制,大都在五千米的传输范围内,最多也不超过十千米的范围。这个距离给无人机很大的局限性,那么为了打破距离的限制,技术方面加入3G/4G的网络传输。倘若没有网络信号的覆盖还可以借助卫星实现信息的交互,有了这些技术设备手段的加持,能够对无人机的信息和图像视频的传输提供很大的助力。
  在无人机的测试方面可以搭配应急的通讯车,令无人机在五千米的范围进行图片拍摄,并且将图像传输回信息处理总部,在传输的过程中观察传输的速度和质量。并且在应急通讯车上搭配好车载静中通卫星小站一套,以及宝利通视频会议终端一套,便于对无人机进行飞行指令的下达,以及实现实时监管和控制。
  测试内容方面无人机搭载的摄像机能够对出现的画面进行实时录制和传输,并且将这些资料信息通过信号或者数据网络传输到地面的工作站上,使工作人员能够及时对这些信息进行整合和编辑[3]。使用视频信号连线,将地面的工作站和应急车内的视频会议终端进行连接,地面上的工作站可以加入到视频会议内,成为视频会议的一员,观察并且接收到无人机拍摄的视频内容,实现无人机画面与地面工作站方面画面数据的同步。
  测试的结果方面可以通过现场的仪器调适,搭配上多旋翼无人机拍摄的实时画面,实现画面的接入,搭配上卫星传输,和视频会议系统进行连接,实现数据的共享。并且配合地面的调控中心对无人机的正常运转下达命令,实现远程的工作指导。
  3.2 图像处理技术研究方案
  无人机的航空拍摄方面和传统的航空摄影有很大的不同。首先一点,就是在飞行高度和影像的分辨率上无人机飞行的高度比较低,但是影响拍摄过程中的分辨率很高,画质比较清晰。其次,就是在机动性和灵活性方面无人机具备良好的机动性,搭配上较强的灵活性能够对数据资料进行实时接受,并且就接收的指令进行执行工作[4]。可是由于无人机自身的负重比较小,自身的质量也很小,飞行的速度算不上快,空气方面的能见度也很低,对飞行的航道和飞行的外在影响因素很敏感。特别是拍摄过程中的行高设计、航测时间的统计,以及空气的能见度都有一定的要求,而且对于拍摄的实际影响因素也有很高的要求。所以,在拍摄工作进行前应对实际的场地进行详细的勘测工作,合理的设置各项参数值,为拍摄出高质量、高清晰度的视频图像规划,这样才能拍摄出满足需求的影像图画。通过对无人机的原始数据进行获取,地面工作站能根据传输回的图像信息进行图片的拼凑,借助专业的工程和视频图像处理软件,最终拼凑出达到标准的视频图像成果文件。
  4  结束语
  针对当前的状况而言,无人机的技术领域尚且处于起步阶段,后期还会有更加完善、效果更加优良的软件适配以及硬件更新。所以,无人机技术未来的使用成就一定比现在高出很多,特别是应用领域方面一定有更大的使用空间。特别是在油气田方面的应用,搭配上无人机的高机动性和无人机拍摄视频图像的便捷性能够实现很多以往需要借助大量的人力、物力才能实现的视频图像拍摄,节省了大量的人工,对企业方面也是一个很大的节省[5]。未来无人机在图像应用方面一定会有更高的建树,从视频拍摄到数据传输的各个方面一定都会有一个显著的提升,便于相应的工程领域实现自身的工程目标和计划。
  参考文献:
  [1]钱金菊,韩正伟,易琳,等.图像处理技术在无人机电力线路巡检中的应用[J].电子技术与软件工程,2017(15):72-73.
  [2]吕吉伟.图像处理技术在无人机电力线路巡检中的应用[J].通信电源技术,2019(6):84-85.
  [3]邢致恺,贾鹤鸣,邢国军,等.基于多旋翼无人机的油田管线巡检[J].科技创新与生产力,2018,294(07):71-73,76.
  [4]王銳.无人机在油田配电线路巡检中的应用[J].油气田地面工程,2018,37(12):79-81.
  [5]穆啸.无人机及图像处理技术在油气田生产中的应用研究[J].数字通信世界,2019(2).
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