[發明專利]一種飛機變形掃描檢測設備及快速檢測方法

在審

• 申請號: 202211323133.3
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115560691A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 蘆吉云;崔勝明;王宜耀;何子凡
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 成都宏田知識產權代理事務所(普通合伙) 51337
• 代理人: 鐘隆輝

本發明涉及飛機表面變形檢測技術領域，具體涉及一種飛機變形掃描檢測設備及快速檢測方法，通過無人機對飛機進行全局檢測，將拍攝后的圖片與數據庫進行第一次對比，提取特征值作為搜索閾值，得到初步結果，將缺陷圖片過濾出來，利用改進布谷鳥搜索算法與SLAM算法結合，精準規劃出一條適合無人機二次精準檢測的路徑，讓無人機在指定時間內以最快的效率進行局部檢測，對二次獲取的圖片進行深度分析，其結果與無變形飛機模板數據庫中的標準部件尺寸參數對比，得出具體損傷種類和損傷程度。本發明通過云邊協同，降低了系統整體的時延，也提高了網絡資源的利用率。

技術領域

本發明涉及飛機表面變形檢測技術領域，具體涉及一種飛機變形掃描檢測設備及快速檢測方法。

背景技術

飛機的蒙皮、整流罩、壁板等容易在多種情況下發生凹陷和變形，包括但不限于以下情況：

A、飛機在起降過程中，遭受諸如飛鳥等外來物的撞擊；

B、飛機在地面維修過程中，由于不當的操作，例如工具的意外碰撞；

C、飛機超載，或者低空非正常飛行時，容易在起落過程中造成機體變形；

D、不當的應力產生的塑性失穩。

飛機的凹陷和變形可能增加飛行器的阻力，影響飛機的飛行性能。在某些關鍵部位，例如桁條、緣條等部位是不允許存在凹坑和變形的。

目前飛機凹坑和變形的檢查多依賴于地勤檢測人員的目視檢查，該檢查方式存在但不限于以下局限：

A、人眼精度有限，對一些凹坑和形變很難發現；

B、檢查人員容易發生疲勞、遺忘檢查等情況。

隨著多旋翼無人機技術的發展，近年來消費級和行業級無人機市場都快速增長，使用無人機的成本大幅下降，越來越多的領域開始使用多旋翼無人機巡檢這種高效快捷的方法。而目前無人機視覺SLAM協同建圖與導航技術發展迅猛，飛機維修機坪環境較為單一，可以很好的利用無人機巡檢適應該技術。

布谷鳥搜索(Cuckoo Search，CS)算法基于布谷鳥的寄生性育雛(broodparasitism，又巢寄生)行為，其具備參數少的特性，在解決特殊問題時無需重新匹配大量參數，因此，在解決許多最優化問題時比其它新興元啟發式智能優化算法更勝一籌。該算法可以通過Levy(萊維)飛行來增強，而不是簡單的各向同性隨機游走。

研究表明，該算法可能比遺傳算法、PSO以及其他算法更有效。

但是，目前布谷鳥搜索算法僅被用于測試理論上最優解已知的標準測試問題，其前期收斂速度略有欠缺，將該算法應用到具有很高計算代價的目標函數的實際工程問題中時，前期的收斂速度慢將不利于快速定位全局最優解的大致區域，因此運動到對于飛機表明的凹坑和變形的檢查存在一定的缺陷。

因此本申請設計了一種改進的布谷鳥搜索算法MCS(Modified Cuckoo Search)，從理論上闡明算法改進思路和改進步驟，并通過仿真實驗對比表明改進后算法的優越性，在航線維修時，可以將改進布谷鳥搜索算法和SLAM技術綜合運用，通過對無人機第一次快速巡檢時采集的圖片進行特征提取，對比損傷的損害程度和維修時間，將無人機需要詳細掃描的幾個損傷點串聯形成一條特定的巡檢路徑，大大提高檢測效率，擇優檢測。

發明內容

本發明的目的是填補現有技術的空白，提供了一種飛機變形掃描檢測設備及快速檢測方法，通過一種改進的布谷鳥搜索算法MCS(Modified Cuckoo Search)，從理論上闡明算法改進思路和改進步驟，并通過仿真實驗對比表明改進后算法的優越性，在航線維修時，可以將改進布谷鳥搜索算法和SLAM技術綜合運用，通過對無人機第一次快速巡檢時采集的圖片進行特征提取，對比損傷的損害程度和維修時間，將無人機需要詳細掃描的幾個損傷點串聯形成一條特定的巡檢路徑，大大提高檢測效率，擇優檢測。