[發明專利]基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統

在審

• 申請號: 201910696972.1
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110441314A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 唐振民;馬勇;唐康;徐啟文
• 申請（專利權）人: 南京華智大為科技有限責任公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01S19/14;G01C5/00;B64C39/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于，該系統包括：任務制定與無人機控制子系統、應用信息采集子系統以及信息分析與處理子系統；

所述任務制定與無人機控制子系統包括：

無人機地面站：用于規劃巡檢任務、遙控無人機、提供數據鏈路；

局部定位基站：用于發射定位信號供綜合定位設備接收處理；

所述應用信息采集子系統包括：

無人機及穩定云臺：無人機及其穩定云臺用于安裝綜合定位設備、病害采集設備、測距設備以及數據鏈路終端；

綜合定位設備：接收局部定位基站發射的信號，經處理給出自身高精度的定位信息；

信息采集設備：獲取橋梁梁板底面的高清圖像；

測距模塊：提供梁底到采集點的高度信息；

數據鏈路終端：用于與無人機地面站之間的信息交換；

所述信息分析與處理子系統包括：

系統服務器：提供數據處理模塊和病害輔助分析模塊的應用平臺；

數據預處理模塊：對信息采集設備獲得的信息做預處理；

病害輔助分析模塊：對數據預處理模塊處理后的圖像做病害特征提取，生成病害特征報表。

2.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于，所述無人機地面站具體包括：數據鏈路收發設備、圖像顯示設備、全球定位系統接收器以及無人機控制設備；其中，數據鏈路收發設備與無人機端的數據鏈路設備進行信息傳遞，接收來自無人機的圖像信息，并將圖像信息發送至圖像顯示設備進行顯示和檢查；全球定位系統接收器接收無人機提供的GPS綜合定位信息,該設備遵循標準NMEA協議，提供定位精度誤差不大于10厘米；無人機控制設備用于控制無人機的起飛及回收。

3.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：所述局部定位基站型號采用GL-200-V1；所述局部定位基站固定在橋梁兩側不同位置，局部定位基站個數不少于3個，并且確保同一側的局部定位基站之間的間距不小于5米、不大于60米。

4.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：所述綜合定位設備初始化獲得局部定位基站的全局坐標，接收并處理來自局部定位基站的定位信息，最終將定位信息傳送至地面站；該設備包括：

無線接收器：通過無線信號接收來自局部定位基站提供的待測目標的局部定位信息，將該定位信息傳送至解算模塊進行處理；

解算模塊：接收來自無線接收器發送來的局部定位信息，綜合各個局部定位基站提供的局部定位信息，解算模塊通過局部定位基站的絕對位置以及綜合定位設備與局部定位基站的相對位置，解算出綜合定位設備穩定精確的全局定位信息，并將其傳送至發送模塊；

發送模塊：接收來自解算模塊的全局GPS信息，通過無人機的數據鏈路終端將其發送至地面站的數據鏈路接收設備。

5.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：所述無人機及穩定云臺包括：多旋翼無人機和三軸增穩云臺；其中，所述多旋翼無人機在無人機地面站的控制下，規劃電子圍欄和期望的信息采集點，自主完成橋梁梁板底面信息采集；所述三軸增穩云臺為信息采集設備、綜合定位設備以及測距設備提供了穩定性強的載體平臺。

6.根據權利要求5所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：所述三軸增穩云臺型號采用飛宇A2000。

7.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：所述測距模塊采用激光測距，用于精確測量無人機到橋梁梁板底面高度，協助無人機進行等高飛行。

8.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于，所述信息采集設備包括高清晰度可遙控的圖像采集設備，安裝在穩定云臺上。

9.根據權利要求1所述的基于無人機自動化掃描的橋梁梁板底面巡查系統，其特征在于：病害特征報表記載橋梁梁板底面病害信息，包括檢查病害位置、病害類型、病害等級以及緊急程度。