[發(fā)明專利]基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911065609.6
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110703802A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊剛;楊靜;沈震;董西松;季英良;姜宇一;顏軍;羅璨;王曉;王飛躍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所;東莞中國科學(xué)院云計算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 11576 北京市恒有知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，該橋梁自動檢測方法包括：

步驟S10，根據(jù)獲取的待檢測橋梁模型，分析橋梁環(huán)境信息并將橋梁檢測任務(wù)劃分為多個橋梁檢測子任務(wù)；所述橋梁檢測子任務(wù)為無人機懸停拍攝點；

步驟S20，基于所述多個橋梁檢測子任務(wù)以及執(zhí)行任務(wù)的各無人機，獲取任務(wù)分群優(yōu)化函數(shù)；

步驟S30，基于所述任務(wù)分群優(yōu)化函數(shù)，將所述橋梁檢測子任務(wù)分為設(shè)定數(shù)量的子任務(wù)群，并根據(jù)預(yù)設(shè)的各子任務(wù)群的重要度獲取各子任務(wù)群的等級；

步驟S40，基于獲取的各無人機參數(shù)、各子任務(wù)群的等級，分別規(guī)劃各子任務(wù)群對應(yīng)的無人機航跡以及航跡等級，并將所述各子任務(wù)群分配給對應(yīng)的無人機；

步驟S50，各無人機按照對應(yīng)的無人機航跡以及航跡等級進行橋梁檢測拍攝，并根據(jù)輸入的圖像處理單元選擇信息將拍攝的照片傳輸至相應(yīng)的圖像處理單元；

步驟S60，通過所述圖像處理單元預(yù)設(shè)的橋梁自動檢測圖像處理算法提取所述無人機拍攝的照片對應(yīng)的橋梁病害特征，并結(jié)合預(yù)設(shè)的閾值篩選橋梁病害特征，獲取有效橋梁病害信息后生成橋梁病害報告。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，所述任務(wù)分群優(yōu)化函數(shù)為：

J_A＝ω₂λ+ω₃η-ω₁J

其中，J為任務(wù)群分布指標，λ為任務(wù)數(shù)量均衡指標，η為無人機巡航時間均衡指標，ω₁、ω₂、ω₃分別為任務(wù)群分布指標、任務(wù)數(shù)量均衡指標、無人機巡航時間均衡指標的權(quán)重。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，所述任務(wù)群分布指標為：

其中，A_i代表設(shè)定數(shù)量的子任務(wù)群中第i個子任務(wù)群，S代表子任務(wù)群的數(shù)量，代表A_i的聚類中心，T代表橋梁檢測子任務(wù)，代表橋梁檢測子任務(wù)T與A_i的聚類中心的歐式距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，所述任務(wù)數(shù)量均衡指標為：

其中，μ_Sk代表第S個子任務(wù)群的第k個無人機執(zhí)行子任務(wù)的數(shù)量，S代表子任務(wù)群的數(shù)量，M代表子任務(wù)的數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，所述無人機巡航時間均衡指標為：

其中，S代表子任務(wù)群的數(shù)量，ψ_i(i＝1,2,…,S)代表第i個子任務(wù)群的無人機最優(yōu)巡航路徑，t(ψ_i)代表第i個子任務(wù)群的無人機最優(yōu)巡航路徑需要的巡航拍攝時間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，步驟S50中“預(yù)先建立的通信網(wǎng)絡(luò)”，其通信方式為Wi-Fi、ZigBee、GPRS中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于多無人機協(xié)同作業(yè)的橋梁自動檢測方法，其特征在于，所述橋梁自動檢測方法還設(shè)置有無人機異常補救的步驟，其方法為：

通過余度容錯技術(shù)設(shè)置各無人機異常次數(shù)閾值，若任意一個無人機異常次數(shù)大于所述閾值，則所述無人機降落并發(fā)送異常降落信息，其未完成的子任務(wù)作為一個子任務(wù)群，并重新進行無人機航跡規(guī)劃后，分配給備用無人機執(zhí)行。