RESEARCH WORKBENCH / COMPUTER VISION

树线关系智能巡检

科研实验工作台 · 基于视频理解的树枝与导线空间关系分析平台

等待上传视频

FIELD STUDY / TREE-LINE RELATIONSHIP

把复杂的树线关系，
变成可验证的证据。

上传一段无人机绕拍或地面单角度视频，系统会提取树枝、导线和风险点，并将关系变化放回视频时间轴与空间模型中解释。

INPUT / 01

上传巡检视频

必需

支持无人机绕拍和地面手机单角度视频。建议画面稳定、光线均匀，并让树枝与导线尽量完整出现。

视频仅用于本次分析，结果可下载留存。

INPUT视频帧逐帧提取
OBJECTS树枝 / 导线目标候选
RELATIONS多种关系跨帧复核
OUTPUT证据报告视频 + 模型

TECHNICAL DOCUMENTATION / PROJECT NOTE

系统技术文档

面向科创展示与技术答辩的系统说明，解释输入、分析、判断和输出之间的完整链路。

01

SYSTEM FLOW

系统流程图

系统从视频输入开始，经过局部几何分析与视觉复核，最终输出可回看的关系证据。

01上传视频MP4 / MOV / AVI
→
02抽取关键帧均匀采样视频
→
03识别线性结构导线与树枝候选
→
04关系判断方向、距离、遮挡
→
05视觉复核图像关系复核
→
06生成证据视频、报告、3D模型
视频输入
  ↓
视频元数据检查 → 关键帧采样（最多 24 帧）
  ↓
OpenCV 边缘与线段检测
  ├── 导线候选：方向、长度、位置
  └── 树枝候选：方向、长度、位置
  ↓
二维几何关系 → 视觉复核服务 → 跨帧事件合并
  ↓
标注视频 + JSON 报告 + 近似三维关系模型
02

SOFTWARE PROFILE

软件基础信息

本系统是一个面向树木与架空导线巡检场景的视觉辅助分析软件。

项目名称树线关系智能巡检系统项目类型计算机视觉科创项目
核心目标识别树枝与导线的相对关系，发现可能需要复核的接近或交叉区域输入形式无人机绕拍、地面手机单角度视频
输出形式关系事件、风险等级、标注视频、JSON 报告、近似 3D 模型部署方式Flask + Nginx + systemd，HTTPS 访问
主要技术Python、Flask、OpenCV、NumPy、Three.js、视觉复核服务上传限制支持 MP4 / MOV / AVI，单文件不超过 500MB
关键阈值端点距离 ≤ 12 px 作为局部重叠候选，方向差 < 15° 作为平行候选结果定位事件保存起止时间、置信度和人工复核标记
03

SYSTEM DESIGN

软件系统设计

系统采用“浏览器交互、Flask 调度、视觉分析、结果展示”四层结构。

LAYER 01

前端交互层

负责视频选择、拍摄方式、进度轮询、标注视频播放、事件跳转和 3D 场景展示。

HTML · CSS · JavaScript · Three.js
LAYER 02

服务调度层

接收上传任务，创建任务目录，启动后台分析线程，并提供进度、结果、下载接口。

Flask · JobManager · JSON API
LAYER 03

视觉分析层

读取视频元数据与关键帧，使用 OpenCV 提取线段，再由视觉复核服务对遮挡和二维重叠进行复核。

OpenCV · NumPy · Vision Review Service
LAYER 04

证据输出层

合并跨帧观察结果，生成关系事件、浏览器可播放的 H.264 标注视频、报告和空间模型。

H.264 · Report JSON · Three.js Scene
浏览器
  │  上传视频 / 轮询进度 / 查看结果
  ▼
Flask API ── JobManager ── 后台分析线程
  │                         ├── 视频元数据与关键帧
  │                         ├── OpenCV 局部几何
  │                         ├── 视觉复核服务
  │                         └── 关系事件合并
  ▼
标注视频 + 关系报告 + 3D 空间模型
04

SOFTWARE DESIGN

软件设计

各功能模块保持单一职责，既能独立测试，也能通过任务结果串联成完整分析流程。

01

视频上传模块

校验扩展名和文件大小，生成任务 ID，将原始视频保存到任务目录。

02

视频预处理模块

读取分辨率、帧率、帧数和时长，并根据画面条件建议拍摄方式。

03

关键帧采样模块

按照时间均匀抽取关键帧，计算清晰度并保存 JPEG 证据帧。

04

局部几何分析模块

使用边缘检测和概率霍夫线变换得到导线、树枝候选线段及端点距离。

05

视觉复核模块

对代表性关键帧进行图像关系复核，判断二维重叠是否可能由遮挡或视角造成。

06

关系融合模块

按照帧号和时间戳合并观察结果，形成平行、交叉、接近、遮挡和疑似接触事件。

07

视频标注模块

将候选线段、风险状态和时间信息绘制到视频帧，并编码为浏览器可播放的 H.264 MP4。

08

报告与 3D 输出模块

生成 JSON 报告和近似空间模型，支持下载、旋转查看和辅助答辩展示。