[發(fā)明專利]一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010615965.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111999298A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫克肇;蘇毅;許睿;張新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/194;G06T7/33;G06T17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，包括無(wú)人機(jī)平臺(tái)(1)和多功能地面站(2)，其中無(wú)人機(jī)平臺(tái)(1)包括無(wú)人機(jī)主體(3)和搭載模塊群(4)；多功能地面站(2)包括3D坐標(biāo)建模子系統(tǒng)(5)，無(wú)人機(jī)航線子系統(tǒng)(6)、飛行控制子系統(tǒng)(7)、橋梁缺陷檢測(cè)子系統(tǒng)(8)、橋梁缺陷報(bào)告子系統(tǒng)(9)和VR子系統(tǒng)(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述搭載模塊群(4)由圖像采集模塊(11)、存儲(chǔ)模塊(12)、飛行狀態(tài)處理模塊(13)、5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊(14)組成；圖像采集模塊(11)由長(zhǎng)焦鏡頭、短焦鏡頭和紅外鏡頭組成，長(zhǎng)焦鏡頭、短焦鏡頭、紅外鏡頭相互獨(dú)立，三種相機(jī)可通過(guò)多功能地面站分別控制，采用傾斜攝影的方式采集橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，分別傳輸至存儲(chǔ)模塊(12)；存儲(chǔ)模塊(12)與搭載模塊群的圖像采集模塊(11)、飛行狀態(tài)處理模塊(13)、5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊(14)有線連接，存儲(chǔ)傾斜攝影得到的橋梁數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；飛行狀態(tài)處理模塊(13)包括傳感器模塊和GPS定位導(dǎo)航模塊，其中，傳感器模塊采集距離數(shù)據(jù)，確保無(wú)人機(jī)與橋梁保持至少0.5m的安全距離，GPS定位導(dǎo)航模塊確定無(wú)人機(jī)的航向，位置等信息，并將無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至存儲(chǔ)模塊(12)；5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊(14)包括前置導(dǎo)頻和新型幀結(jié)構(gòu)，5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊與存儲(chǔ)模塊(12)相連，傳輸存儲(chǔ)模塊(12)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并接收多功能地面站(2)發(fā)送的信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的3D坐標(biāo)建模子系統(tǒng)(5)，接收存儲(chǔ)模塊(12)的橋梁數(shù)據(jù)，包括橋墩、橋臺(tái)、橋跨結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)，結(jié)合Open Bridge Modeler軟件進(jìn)行橋梁3D建模。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的無(wú)人機(jī)航線子系統(tǒng)(6)根據(jù)3D橋梁模型，通過(guò)編譯的相關(guān)程序自動(dòng)標(biāo)注出巡檢路線中的建筑物需要被檢測(cè)的檢測(cè)點(diǎn)，包括橋跨伸縮縫、橋頭與路堤連接部、上部結(jié)構(gòu)、錐坡、護(hù)坡、墩臺(tái)、基礎(chǔ)、支座，規(guī)劃出無(wú)人機(jī)巡檢路線，傳輸至飛行控制子系統(tǒng)(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的飛行控制子系統(tǒng)(7)接收無(wú)人機(jī)航線子系統(tǒng)(6)的無(wú)人機(jī)巡檢路線數(shù)據(jù)和5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊(14)傳輸?shù)臒o(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制無(wú)人機(jī)飛行，并將飛行指令發(fā)送至無(wú)人機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的橋梁缺陷檢測(cè)子系統(tǒng)(8)包括圖像處理模塊(15)、缺陷識(shí)別模塊(16)、缺陷標(biāo)注模塊(17)，圖像處理模塊(15)對(duì)接收到的圖像進(jìn)行濾波、降噪處理，將處理后的圖像發(fā)送至缺陷識(shí)別模塊(16)；缺陷識(shí)別模塊(16)運(yùn)用識(shí)別算法對(duì)圖像中的缺陷進(jìn)行識(shí)別并計(jì)算缺陷程度，并將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至缺陷標(biāo)注模塊(17)；缺陷標(biāo)注模塊(17)將已識(shí)別缺陷、疑問(wèn)缺陷和缺陷程度標(biāo)注在三維模型里；最終將數(shù)據(jù)傳輸至橋梁缺陷報(bào)告子系統(tǒng)(9)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的橋梁缺陷報(bào)告子系統(tǒng)(9)基于所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行整合，生成橋梁巡檢報(bào)告，橋梁巡檢報(bào)告包括：橋梁原始結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、橋梁缺陷圖片及缺陷程度指標(biāo)標(biāo)注、缺陷成因推斷、橋梁疑問(wèn)缺陷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G技術(shù)的無(wú)人機(jī)快速巡檢橋梁系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能地面站(2)的VR子系統(tǒng)(10)，針對(duì)于某些系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行識(shí)別的缺陷部分，可由專業(yè)檢測(cè)人員佩戴VR眼鏡進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和檢測(cè)，其分為第一視角和第三視角兩種。