[發(fā)明專利]一種基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110995923.5
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113744230B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 盧帥員;李闊;桂燁涵;吳東澤;石改琴;吳軍;李鑫
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/44;G06V10/764;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法。其包括構建原始飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集；構建高質(zhì)量飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集；構建飛機蒙皮損傷圖像樣本數(shù)據(jù)集；構建飛機蒙皮表面圖像采集系統(tǒng)；規(guī)劃無人機繞檢方案；獲得飛機蒙皮損傷待測數(shù)據(jù)集；獲得訓練好的飛機蒙皮損傷檢測網(wǎng)絡模型；利用訓練好的飛機蒙皮損傷檢測網(wǎng)絡模型對飛機蒙皮損傷待測數(shù)據(jù)集進行自動檢測等步驟。本發(fā)明有益效果：基于無人機視覺技術，能夠有效地解決傳統(tǒng)檢測方式在飛機蒙皮損傷檢測中出現(xiàn)的檢測耗時長、檢測精度低、成本費用高等問題，提高了飛機蒙皮無人機繞檢技術的精度，進而為民航領域中飛機蒙皮損傷的檢測識別提供技術支持。

技術領域

本發(fā)明屬于飛機蒙皮損傷檢測技術領域，具體涉及一種基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法。

背景技術

飛機作為我們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N常見交通工具，其安全性固然是最重要的，飛機蒙皮作為飛機的主要構成部分，在飛行過程中受自然因素和其他外力的影響很容易產(chǎn)生結構性損傷，進而嚴重影響飛行安全，所以對于飛機蒙皮的損傷檢測是民航機場人員需要進行的一項重要工作。

近幾年，在飛機蒙皮損傷檢測領域主要采用目視檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測和超聲波檢測等方法，但這些檢測方法各自都存在著不足。例如：目視檢測只能發(fā)現(xiàn)較大的損傷區(qū)域，而且受人為經(jīng)驗影響較大；渦流、磁粉和滲透這三種檢測方法只能檢測表面或近表面缺陷且檢測前后需要進行附加處理工作；超聲波檢測對于傳感器靈敏度要求較高且受檢測方式影響較大。基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷檢測方法不僅可以提高損傷檢測精度，而且可以大大降低檢測對工作人員經(jīng)驗的依賴性，因此研究基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷檢測技術具有重要的現(xiàn)實意義。

目前，在基于機器視覺的飛機蒙皮損傷檢測技術中，主要包括無人機繞檢系統(tǒng)和爬壁機器人系統(tǒng)兩大類，雖然相關技術研究已取得一定成果，但現(xiàn)階段還沒有一套完整的輔助于民航機務維修的采用無人機視覺技術對飛機蒙皮進行損傷檢測的智能系統(tǒng)，這在一定程度上限制了視覺技術在飛機蒙皮檢測環(huán)境下的應用，因此，研究一種基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法以實現(xiàn)檢測全面自動化具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于無人機視覺的飛機蒙皮損傷智能檢測方法包括按順序進行下列步驟：

步驟1)構建原始飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集：利用相機采集多幀具有蒙皮損傷的飛機蒙皮原始圖像，將每一幀飛機蒙皮原始圖像作為一個樣本，由所有飛機蒙皮原始圖像構成原始飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集；

步驟2)構建高質(zhì)量飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集：對上述原始飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集中的所有飛機蒙皮原始圖像進行篩選，由篩選后的清晰飛機蒙皮原始圖像構成高質(zhì)量飛機蒙皮圖像樣本數(shù)據(jù)集；

步驟3)構建飛機蒙皮損傷圖像樣本數(shù)據(jù)集：將上述高質(zhì)量圖像樣本數(shù)據(jù)集中的清晰飛機蒙皮原始圖像進行損傷標注，依據(jù)飛機維修手冊將損傷分為5大類別：變形、劃痕、腐蝕、鉚釘損傷和掉漆，由帶有標簽的清晰飛機蒙皮原始圖像構成飛機蒙皮損傷圖像樣本數(shù)據(jù)集，并將飛機蒙皮損傷圖像樣本數(shù)據(jù)集按9∶1的比例分為訓練集和測試集；

步驟4)構建飛機蒙皮表面圖像采集系統(tǒng)：所述的飛機蒙皮表面圖像采集系統(tǒng)包括無人機、遠程遙控裝置、云臺相機、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和計算機；其中，遠程遙控裝置分別與無人機和計算機無線連接，由檢測人員操縱，用于控制無人機的飛行；云臺相機搭載在無人機上，用于采集圖像；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)分別與云臺相機和計算機無線連接，用于云臺相機和計算機之間的圖像傳輸；機算機用于儲存和處理圖像；

步驟5)規(guī)劃無人機繞檢方案：根據(jù)不同飛機機身結構以及采集圖像的效果在計算機上確定好無人機的繞檢飛機路徑、繞檢高度及掃描區(qū)域，進而確定出重要目標拍攝點；