[發(fā)明專利]橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法和無人機系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110863148.8
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113428374B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李照宇;王豐;陳小雨;鄒陽;占玉林;王紹華;趙人達
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B64U20/87
• 分類號: B64U20/87;B64D47/08;B64C39/02;G05D1/10;B64U101/30
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 梁曉婷

1.一種橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于，所述橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法包括：

創(chuàng)建橋梁結(jié)構(gòu)的三維模型；

定義橋梁外觀檢測所需圖片的空間分辨率和重疊度；

計算無人機的工作距離和相鄰的圖像采集點的距離；

對橋梁的每個外表面和每條邊設(shè)置所述圖像采集點，以使所有的所述圖像采集點能夠完整地覆蓋橋梁的所有的結(jié)構(gòu)表面，并確保圖像之間有足夠的重疊度；

先將橋梁的外表面分成等距的網(wǎng)格，網(wǎng)格的間隔分別設(shè)置為航向和旁向相鄰所述圖像采集點之間的距離，每個網(wǎng)格的中心點的位置便是所述圖像采集點投射的位置，以此位置為基準，向外表面的外側(cè)偏移的所述無人機的工作距離即可得到所述圖像采集點的位置；

根據(jù)每條邊所在的夾角大小設(shè)置所述圖像采集點的數(shù)量和投射角度，當夾角分別為0-60°、60-90°、90-120°或120-360°時，每一個截面應(yīng)額外增加5個、3個、2個或1個所述圖像采集點，且所有的邊的所述圖像采集點距離邊的距離均為無人機的工作距離，方向均指向邊本身；

規(guī)劃接收橋梁現(xiàn)場布設(shè)的傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收點的位置；

在獲得所有的所述數(shù)據(jù)接收點和所有的所述圖像采集點的位置之后，根據(jù)空間位置將所有的所述數(shù)據(jù)接收點和所有的所述圖像采集點進行遠近排列，再定義所述無人機由近至遠飛到各個所述數(shù)據(jù)接收點和所述圖像采集點時的動作即可生成所述無人機的飛行任務(wù)及飛行路徑；

對于所述圖像采集點，無人機的動作定義為控制所述無人機搭載的相機進行拍攝照片；對于所述數(shù)據(jù)接收點，所述無人機的動作定義為控制數(shù)據(jù)接收器接收周圍的所述傳感器中保存的數(shù)據(jù)；

控制所述無人機按規(guī)劃的所述飛行路徑飛行；

在所述無人機飛行至其中一個所述圖像采集點的情況下，獲取所述圖像采集點的圖像數(shù)據(jù)；

在所述無人機飛行至其中一個數(shù)據(jù)接收點的情況下，控制所述無人機懸停；

控制數(shù)據(jù)采集器與所述數(shù)據(jù)接收點的傳感器建立無線連接，以使所述數(shù)據(jù)采集器接收來自所述傳感器的數(shù)據(jù)流；且在數(shù)據(jù)傳輸完畢的情況下，控制所述數(shù)據(jù)采集器與所述傳感器斷開無線連接；

直至所述無人機按所述飛行路徑完成飛行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于：

所述創(chuàng)建橋梁結(jié)構(gòu)的三維模型的步驟包括：

根據(jù)橋梁的圖紙或根據(jù)橋梁的BIM模型，以橋梁結(jié)構(gòu)的外側(cè)輪廓尺寸創(chuàng)建橋梁結(jié)構(gòu)的三維模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于：

橋梁外觀檢測所需圖片的空間分辨率1mm/pixel；照片重疊度67%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于：

所述規(guī)劃接收橋梁現(xiàn)場布設(shè)的所述傳感器的數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)接收點的位置的步驟包括：

對已知的所述傳感器的位置的基礎(chǔ)上，偏移5-10m得到所需的所述數(shù)據(jù)接收點的位置。

5.一種無人機系統(tǒng)，其特征在于：

所述無人機系統(tǒng)包括無人機、上置云臺、下置云臺、多傳感器攝像頭、彩色相機、數(shù)據(jù)接收器以及用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的橋梁結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)收集方法的控制器；

所述上置云臺及所述下置云臺分別與所述無人機的上部及下部連接，所述彩色相機與位于所述上置云臺連接；所述多傳感器攝像頭與位于所述下置云臺連接；所述數(shù)據(jù)接收器與所述無人機連接；

其中，所述上置云臺、所述下置云臺、所述多傳感器攝像頭、所述彩色相機及所述數(shù)據(jù)接收器均與所述無人機電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人機系統(tǒng)，其特征在于：

所述下置云臺包括第一單體云臺及第二單體云臺；

所述無人機系統(tǒng)還包括聚光燈；所述多傳感器攝像頭及所述聚光燈分別與所述第一單體云臺及所述第二單體云臺連接。