本技術涉及生產制造領域，尤其涉及一種基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法、相應的裝置、電子設備及計算機可讀存儲介質。
背景技術：
1、無人機搭載各類傳感器，如可見光、紅外、激光雷達、毫米波雷達，用來獲取地表目標的物理特征，如運動狀態、尺寸、位置、類型等信息。這種功能，已經廣泛應用于軍事和民用領域。與傳統的物聯應用系統相比，基于無人機的地表信息智能提取方式，經濟資源節省、應用方式靈活、部署方式便捷，在民用領域具有較大應用潛力，包括交通管控和信息采集、電力巡檢、環境保護監控、水面巡檢和農林業資源監控(如雪崩和森林火災)等。
2、制造業工廠裝備巡檢存在環境惡劣、危險性高、經驗依靠大、人工巡視效率較低、結果精確度低等問題。為了提升日常生產的安全水平，工廠普遍引入了監控和監測儀器，利用崗位控制臺實現對化工設備運行情況的遠程監測。生產制造過程中的安全監管，離不開對裝備儀表數據的采集、處理、分析。裝備儀表種類繁多，包括各式表盤、閥門、鎖扣、杠桿，這種傳統監控方式，其局限性在于監控參數無法精準地反映設備實際運行情況，從而存在潛在的安全隱患。
3、隨著數字化技術的快速發展，裝備儀表數據的采集呈現出智能、便捷、高實時的需求。面向大型機械裝備生產、管理安全需求，大量、分散的裝備儀表，其數據自動化采集、智能信息處理和風險判斷等技術，成為電子信息產業部門和行業參與者的新挑戰。
4、綜上所述，適應現有技術中制造業工廠裝備巡檢存在環境惡劣、危險性高、經驗依靠大、人工巡視效率較低、結果精確度低，以及監控參數無法精準地反映設備實際運行情況，從而存在潛在的安全隱患等問題，本技術人出于解決該問題的考慮作出相應的探索。
技術實現思路
1、本技術的目的在于解決上述問題而提供一種基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法、相應的裝置、電子設備及計算機可讀存儲介質。
2、為滿足本技術的各個目的，本技術采用如下技術方案：
3、適應本技術的目的之一而提出的一種基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法，包括：
4、響應對工廠的裝備儀表區域進行巡檢作業的控制指令，獲取無人機中的裝備儀表區域影像幀，其中，所述裝備儀表區域表征工廠中用于安裝和操作各種儀器和設備的區域；
5、基于所述裝備儀表區域影像幀構建所述裝備儀表區域相對應的三維模型，并在所述三維模型中標識所述裝備儀表區域中的裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位；
6、基于所述裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位，在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中確定無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據；
7、采用預設的巡檢軌跡規劃算法根據所述無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據，以生成無人機的巡檢作業飛行路徑；
8、基于無人機的巡檢作業飛行路徑對所述裝備儀表區域進行安全巡檢，以獲取當前位置的裝備儀表和裝置相對應的影像數據，以完成無人機對工廠裝備儀表的巡檢作業。
9、可選的，基于所述裝備儀表區域影像幀構建所述裝備儀表區域相對應的三維模型的步驟,包括：
10、從無人機中獲取裝備儀表區域影像幀，并對所述裝備儀表區域影像幀進行數據清洗；
11、對數據清洗后的裝備儀表區域影像幀進行特征點提取以確定所述裝備儀表區域影像幀中的關鍵特征點；
12、采用sift算法為每個關鍵特征點生成sift特征描述子，基于所述sift特征描述子在相鄰裝備儀表區域影像幀對中進行特征匹配以確定相鄰裝備儀表區域影像幀對之間的第一匹配特征點對，根據所述第一匹配特征點估計所述相鄰裝備儀表區域影像幀對之間的基本矩陣，根據所述基本矩陣更新所述相鄰裝備儀表區域影像幀對之間的第一匹配特征點對以確定第二匹配特征點，將所述第二匹配特征點進行關聯以生成track數據；
13、選取一對具有重疊區域的裝備儀表區域影像幀作為初始重建影像對，作為三維重建的起點，基于所述初始重建影像對進行投影矩陣估計，并構建不規則三角網模型；
14、在增加新的裝備儀表區域影像幀時，對所述三維模型進行重建，并更新所述不規則三角網模型，依據新增的裝備儀表區域影像幀更新與其相關聯的track數據，對構建的三維模型進行紋理映射，生成與所述裝備儀表區域相對應的三維模型。
15、可選的，基于所述裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位，在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中確定無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據的步驟，包括：
16、在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中，標識裝備儀表作為目標觀測對象，并確定所述裝備儀表屬性數據，其中，所述裝備儀表屬性數據包括裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位，所述裝備儀表位置數據包括裝備儀表水平位置數據以及裝備儀表高度數據，所述最佳觀測方位表征觀測裝備儀表時無人機的無人機水平位置數據、無人機高度數據以及機載相機姿態數據，所述機載相機姿態數據表征無人機中的機載相機的偏轉角度；
17、基于所述裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位，在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中確定無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據，其中，所述巡檢必經位置數據包括無人機水平位置數據以及無人機高度數據，所述飛行姿態數據包括無人機水平朝向數據、機載相機姿態數據以及機載相機變焦倍數。
18、可選的，采用預設的巡檢軌跡規劃算法根據所述無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據，以生成無人機的巡檢作業飛行路徑的步驟，包括：
19、基于所述裝備儀表區域相對應的三維模型，初始化預設的巡檢軌跡規劃算法，根據無人機屬性數據以及所述無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據對三維模型進行水平方向的網格化處理，形成可飛行區域網格，其中，所述無人機屬性數據包括無人機定位精度數據以及無人機尺寸數據；
20、在當前路徑節點位置，向周圍的網格單元擴展，尋找潛在的新路徑節點；
21、對于每個新路徑節點，判斷該節點是否存在于所述可飛行區域網格中，如果存在，計算從巡檢作業起點到該節點的路徑成本；如果不存在，繼續從當前節點擴展相鄰的新節點，并進行計算，直到找到存在的節點；
22、采用啟發式算法計算確定所有擴展的新節點的路徑成本，將路徑成本最低的飛行路徑作為無人機的巡檢作業飛行路徑；
23、檢測所述巡檢作業飛行路徑是否與所述裝備儀表區域相對應的三維模型中的障礙物存在碰撞，若存在，則放棄該巡檢作業飛行路徑，返回在當前路徑節點位置，向周圍的網格單元擴展，尋找潛在的新路徑節點的步驟；如果不存在，將該巡檢作業飛行路徑作為最佳巡檢作業飛行路徑。
24、可選的，采用預設的巡檢軌跡規劃算法根據所述無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據，以生成無人機的巡檢作業飛行路徑的步驟之后，包括：
25、將無人機的巡檢作業飛行路徑在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中進行三維仿真，以確定符合裝備儀表區域通行約束的巡檢作業飛行路徑；
26、將所述符合裝備儀表區域通行約束的巡檢作業飛行路徑展示于所述裝備儀表區域相對應的三維模型中。
27、可選的，基于無人機的巡檢作業飛行路徑對所述裝備儀表區域進行安全巡檢，以獲取當前位置的裝備儀表和裝置相對應的影像數據的步驟，包括：
28、巡檢控制系統將巡檢作業控制指令發送至無人機，其中，所述巡檢作業控制指令包含無人機的巡檢作業飛行路徑、裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位；
29、無人機根據所述巡檢作業控制指令，根據所述無人機的巡檢作業飛行路徑以及裝備儀表位置數據對所述裝備儀表進行巡檢作業，按照所述最佳觀測方位獲取當前位置的裝備儀表和裝置相對應的影像數據，以完成無人機對工廠裝備儀表的巡檢作業。
30、可選的，所述巡檢軌跡規劃算法為隨機樹算法。
31、適應本技術的另一目的而提供的一種基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制裝置，包括：
32、影像幀獲取模塊，設置為響應對工廠的裝備儀表區域進行巡檢作業的控制指令，獲取無人機中的裝備儀表區域影像幀，其中，所述裝備儀表區域表征工廠中用于安裝和操作各種儀器和設備的區域；
33、三維模型構建模塊，設置為基于所述裝備儀表區域影像幀構建所述裝備儀表區域相對應的三維模型，并在所述三維模型中標識所述裝備儀表區域中的裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位；
34、巡檢數據確定模塊，設置為基于所述裝備儀表位置數據以及其相對應的最佳觀測方位，在所述裝備儀表區域相對應的三維模型中確定無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據；
35、作業路徑確定模塊，設置為采用預設的巡檢軌跡規劃算法根據所述無人機的巡檢必經位置數據以及其相對應的飛行姿態數據，以生成無人機的巡檢作業飛行路徑；
36、巡檢控制模塊，設置為基于無人機的巡檢作業飛行路徑對所述裝備儀表區域進行安全巡檢，以獲取當前位置的裝備儀表和裝置相對應的影像數據，以完成無人機對工廠裝備儀表的巡檢作業。
37、適應本技術的另一目的而提供的一種電子設備，包括中央處理器和存儲器，所述中央處理器用于調用運行存儲于所述存儲器中的計算機程序以執行本技術所述基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法的步驟。
38、適應本技術的另一目的而提供的一種計算機可讀存儲介質，其以計算機可讀指令的形式存儲有依據所述基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法所實現的計算機程序，該計算機程序被計算機調用運行時，執行相應的方法所包括的步驟。
39、相對于現有技術，本技術針對現有技術中制造業工廠裝備巡檢存在環境惡劣、危險性高、經驗依靠大、人工巡視效率較低、結果精確度低，以及監控參數無法精準地反映設備實際運行情況，從而存在潛在的安全隱患等問題，本技術包括但不限于如下有益效果：
40、其一，本技術的基于無人機的工廠裝備儀表巡檢控制方法，其具有靈活性、松耦合計算以及便捷性等優勢，由于數據采集路線是基于空域規劃的虛擬路線，而非機械固定路線，巡檢過程可以根據實際需求進行調整，這種靈活性使得系統能夠適應不同的工作環境和條件變化，提高了巡檢效率；
41、其二，數字化技術允許數據采集過程與硬件設備之間的耦合度降低。這意味著軟件系統可以更獨立地進行數據處理和分析，不需要依賴固定的硬件配置，從而增強了系統的適應性和擴展性；
42、其三，通過虛擬化的路線規劃，可以在系統中快速修改和優化巡檢路線，減少了傳統方法中可能需要的物理重配置和手動調整，提高了操作的便捷性；
43、其四，通過基于三維模型構建無人機的飛行路徑，可以確保無人機在飛行過程中避開障礙物、設備和其他潛在危險區域。三維模型提供了一個詳盡的空間視圖，使得路徑規劃更加精準和安全。
44、其五，在復雜的生產設備區域，無人機需要穿梭在各種儀表和設備之間。三維模型能夠幫助設計安全的飛行路線，并進行動態調整，使無人機能夠精確、安全地穿梭在裝備儀表區域，提高系統的工作效率和安全程度，以避免碰撞和其他安全隱患，從而提升系統的整體安全性；
45、其六，精確的飛行路徑不僅可以減少飛行時間，還能提高數據采集的質量和完整性，無人機能夠在預定路徑上穩定飛行，確保數據采集過程的高效性和準確性。
46、進一步的，這種現代化的巡檢作業系統利用先進的數字化技術和三維建模，為巡檢過程提供了更高的靈活性、安全性和效率，大大節省人力物力。