[發(fā)明專利]基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112748121B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明超;任秋兵;李明昊;沈揚
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01;G01B11/03;G05D1/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 郭夢雅

1.一種基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測方法，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)巡航路線沿被測水工結(jié)構(gòu)表面進行巡航；

獲取所述被測水工結(jié)構(gòu)特征；

根據(jù)所述被測水工結(jié)構(gòu)特征優(yōu)化所述預(yù)設(shè)巡航路線，得到優(yōu)化巡航線路；

根據(jù)優(yōu)化巡航線路沿被測水工結(jié)構(gòu)表面進行巡航；

識別所述被測水工結(jié)構(gòu)存在的裂縫，對裂縫位置進行定位并測量裂縫跨度和裂縫走向；

根據(jù)裂縫位置、裂縫跨度和裂縫走向，確定裂縫的相對坐標和裂縫特征；以及

根據(jù)裂縫的相對坐標和裂縫特征，生成所述被測水工結(jié)構(gòu)表面裂縫分布圖；

其中，所述根據(jù)所述被測水工結(jié)構(gòu)特征優(yōu)化所述預(yù)設(shè)巡航路線，得到優(yōu)化巡航線路包括：

如果存在已經(jīng)檢測并計算完成的裂縫走向，以裂縫走向為基礎(chǔ)進行巡航線路優(yōu)化；如果不存在已經(jīng)檢測并計算完成的裂縫走向，以預(yù)設(shè)巡航路線為基礎(chǔ)進行巡航線路優(yōu)化；

根據(jù)所述被測水工結(jié)構(gòu)特征，計算所述被測水工結(jié)構(gòu)的表面曲率，確定所述被測水工結(jié)構(gòu)為平面或曲面；

根據(jù)確定所述被測水工結(jié)構(gòu)為平面或曲面，尋找所述被測水工結(jié)構(gòu)的面交線；

找到面交線后，計算所述被測水工結(jié)構(gòu)的景深，生成所述被測水工結(jié)構(gòu)的三維模型；

根據(jù)所述被測水工結(jié)構(gòu)特征，確定最小拍攝距離；以及

根據(jù)所述最小拍攝距離，優(yōu)化所述預(yù)設(shè)巡航路線為平行于所述被測水工結(jié)構(gòu)的面交線的巡航線路，得到優(yōu)化巡航線路。

2.一種基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，包括：

微型計算機，包括：一個或多個處理器和存儲器，存儲器用于存儲一個或多個程序；當一個或多個所述程序被一個或多個所述處理器執(zhí)行時，使得一個或多個所述處理器實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法；

無人機骨架，與結(jié)構(gòu)外殼相連；所述微型計算機設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)；

至少一個螺旋槳，與所述無人機骨架相連；

導(dǎo)軌，套設(shè)在所述結(jié)構(gòu)外殼上；

旋轉(zhuǎn)角度控制裝置，與所述導(dǎo)軌相連；以及

至少一個距離測定裝置，分別設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)外殼表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)角度控制裝置包括：

第一旋轉(zhuǎn)角度控制部，與所述導(dǎo)軌相連；所述第一旋轉(zhuǎn)角度控制部沿所述導(dǎo)軌繞所述結(jié)構(gòu)外殼轉(zhuǎn)動；

第二旋轉(zhuǎn)角度控制部，與所述第一旋轉(zhuǎn)角度控制部同軸相連；

鏡頭固定裝置，與所述第二旋轉(zhuǎn)角度控制部同軸相連；所述鏡頭固定裝置上設(shè)置至少一個鏡頭；以及

第三旋轉(zhuǎn)角度控制部，與所述鏡頭固定裝置相連，且所述第三旋轉(zhuǎn)角度控制部的轉(zhuǎn)動軸線與所述第一旋轉(zhuǎn)角度控制部和所述第二旋轉(zhuǎn)角度控制部的轉(zhuǎn)動軸線相垂直。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)角度控制裝置還包括：至少一個攝像補光燈，設(shè)置在所述第三旋轉(zhuǎn)角度控制部和/或所述鏡頭固定裝置上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，每個所述距離測定裝置測量其在所述結(jié)構(gòu)外殼的所在面與所述被測水工結(jié)構(gòu)表面間的距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，多個所述螺旋槳在所述結(jié)構(gòu)外殼上對稱設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，所述距離測定裝置為雙目鏡頭。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于水工結(jié)構(gòu)表面裂縫的無人機檢測裝置，其中，所述雙目鏡頭的個數(shù)為6個。