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    重庆时时彩选号技术: 检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统及其用于检测结构件表面裂缝的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610579453.3

    申请日:

    2016.07.21

    公开号:

    CN106124517A

    公开日:

    2016.11.16

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):G01N 21/88变更事项:发明人变更前:刘佰鑫 甘秋萍 王权权 苏琦 谢正元变更后:王权权 苏琦 邹易清 谢正元 蒋立军 刘佰鑫 甘秋萍 雷欢 黄永玖 覃磊 朱永权 罗艳葵 庞锐剑 韦耀淋 覃巍巍|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/88申请日:20160721|||公开
    IPC分类号: G01N21/88; G05D1/00; G05D1/08; B64D47/08 主分类号: G01N21/88
    申请人: 柳州欧维姆机械股份有限公司
    发明人: 刘佰鑫; 甘秋萍; 王权权; 苏琦; 谢正元
    地址: 545006 广西壮族自治区柳州市阳和工业新区阳惠路1号
    优先权: 2015.09.29 CN 201510633339X
    专利代理机构: 柳州市荣久专利商标事务所(普通合伙) 45113 代理人: 张荣玖
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610579453.3

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.11.02|||2018.08.21|||2016.12.14|||2016.11.16

    法律状态类型:

    授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统,包括多旋翼无人机、控制系统和无线通信系统;所述用于提供任务载荷和检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机包括机体、动力系统和传感系统;所述的控制系统包括上位机、下位机以及手持??仄?,上位机为安装有主控机的地面站,下位机是安装在多旋翼无人机上的执行控制???;所述的无线通信系统包括:数传电台、增益天线和图传???;安装在地面站的主控机借助数传电台传递信息并通过安装在多旋翼无人机上的执行控制??榭刂贫嘈砦奕嘶姆尚?。该平台检测系统自动化程度高,其用于检测结构件表面裂缝的方法能有效节省检测所需的工作时间,大大降低检测成本;特别适用于大型结构件外表裂缝的检测工作。

    权利要求书

    1.一种检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统,其特征在于:该多旋翼无
    人机检测平台系统包括用于提供任务载荷和检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机(Ⅰ)、用
    于控制多旋翼无人机(Ⅰ)运动和进行裂缝检测作业的控制系统(Ⅱ)以及传输远程控制指令
    和传感信息的无线通信系统(Ⅲ);
    所述的用于提供任务载荷和检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机(Ⅰ)包括给设备提供
    物理安装接口和支撑框架的机体(11)、给机体(11)提供升力和运动的动力系统(12)、用以
    定位、调整飞行姿态和进行结构件表面裂缝检测的传感系统(13);
    所述的机体(11)包括:机架(111)、脚架(112)、螺旋桨支架(113)和云台(114);
    所述的动力系统(12)包括:电机(121)、锂电池(122)、电子调速器(123)和桨(124);
    所述的传感系统(13)包括:GPS(131)、惯性陀螺仪(132)、电子罗盘(133)、摄像机(134)
    和测距传感器(135),其中,摄像机(134)和测距传感器(135)是专用于进行结构件表面裂缝
    检测的传感设备;
    所述的控制系统(Ⅱ)包括上位机、下位机,上位机为安装有主控机的地面站(22),下位
    机是安装在多旋翼无人机(Ⅰ)上的n个执行控制???,该n个执行控制??橹辽侔ň嗬氪?br />感控制??椋?3)、摄像机控制??椋?4)、飞行控制??椋?5)和云台控制??椋?6);上述n的
    取值范围是:n为大于4小于10的整数;
    所述安装有主控机的地面站(22)用于规划无人机飞行路径 、对无人机是否悬停、拍照
    以及在线监控进行决策;
    所述的距离传感控制??椋?3)用于控制距离传感器(135)的开关和保存过程数据;
    所述的摄像机控制??椋?4)用于控制摄像机(134)的开关、拍摄模式、ISO、光圈、焦距
    和曝光时间之参数的设定;
    所述的飞行控制??椋?5)用于直接控制多旋翼无人机所有旋翼的输出以及保持飞行
    姿态的稳定;
    所述的云台控制??椋?6)是电机伺服控制器,用于控制多轴云台的每个轴的角度;
    所述的无线通信系统(Ⅲ)包括:数传电台(31)、增益天线(32)和图传??椋?3);
    所述的多旋翼无人机(Ⅰ)的传感系统(13)采集无人机的飞行参数、图像信息和其它与
    检测作业相关的传感信息通过无线通信系统(Ⅲ)反馈给地面站(22),地面站(22)依据反馈
    信息制定策略控制信息;
    所述的控制系统(Ⅱ)的地面站(22)所发出的策略控制信息通过无线通信系统(Ⅲ)的
    数传电台(31)和增益天线(32)传递给执行控制???,各执行控制??橐谰莶呗钥刂菩畔⒌?br />内容对多旋翼无人机(Ⅰ)的机体(11)、动力系统(12)和传感系统(13)进行控制;
    所述的飞行控制??椋?5)与传感系统通过信号线相连;
    所述的飞行控制??椋?5)根据传感信息和控制信号,通过动力系统调整多旋翼无人机
    (Ⅰ)的飞行参数;
    所述的云台控制??楦菘刂菩藕?,控制机体上的云台;
    所述的摄像机控制??楹途嗬氪锌刂颇?楦菘刂菩畔⒌髡邢低车淖刺?。
    2.根据权利要求1所述的检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统,其特征
    在于:所述多旋翼无人机(Ⅰ)之机体(11)的机架(111)上有2个收纳仓,收纳仓Ⅰ(1111)用于
    安放收纳锂电池(122),收纳仓Ⅱ(1112)用于安放收纳传感系统(13)的GPS(131)、惯性陀螺
    仪(132)和电子罗盘(133)以及控制系统(Ⅱ)的n个执行控制???;
    云台(114)为多自由度伺服控制的云台,其上安装有增稳陀螺;
    云台(114)和摄像机(134)安装在多旋翼无人机机体(11)之机架(111)的上方或者下
    方;
    测距传感器(135)与摄像机(134)固定连接。
    3.根据权利要求2所述的检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统,其特征
    在于:所述的控制系统(Ⅱ)还包括有一手持??仄鳎?1),该手持??仄鳎?1)所发出的手动
    控制信息亦通过无线通信系统(Ⅲ)的数传电台(31)和增益天线(32)传递给执行控制???,
    各执行控制??橐谰菔侄刂菩畔⒌哪谌荻曰澹?1)、动力系统(12)和传感系统(13)进行
    控制;
    从手持??仄鞣⒊鍪侄刂菩畔⒌挠畔燃洞笥诖拥孛嬲痉⒊龅牟呗钥刂菩畔?,即有手
    动控制信息时,策略控制信息无效。
    4.根据权利要求3所述的检测结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统,其特征
    在于:所述的测距传感器是激光测距传感器、超声波测距传感器、红外测距传感器或雷达测
    距传感器之中的一种。
    5.一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于:它是采用权利要求2所述的检测结构
    件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统用于检测结构件表面裂缝的方法,依赖多旋翼无
    人机检测平台系统之多旋翼无人机上摄像设备和测距传感器,建立稳定的实际物体尺与图
    像像素个数的比例关系,通过计数裂缝在图像上所占的像素点,获取裂缝的实际尺寸;其具
    体步骤是:
    A、根据待测目标的类型,选择云台的安装方式,安装固定摄像机、测距传感器:
    若待测目标在无人机上方,使用上置安装云台,即:将云台(114)和摄像机(134)安装在
    多旋翼无人机机体(11)的上方,否则使用下置安装,即:将云台和摄像机安装在多旋翼无人
    机机体的下方;
    在安装云台之前,在实验室内将激光测距仪与摄像机固接,将摄像机及激光测距仪安
    装在云台上;
    B、根据检测要求和现场情况,设置系统参数:
    即:根据相机参数、检测精度P要求设定无人机离待检目标的距离D, 计算距离D的公式
    是:

    上式中:P-检测精度,单位为mm/pix,根据检测需要自行设置;
    W-相机在无人机前进方向上的有效像素;
    FOV相机的视野角度,单位“度”;
    C、巡检目标:
    在地面站上规划路线,启动无人机抵达巡检起点,开启测距传感器,将其投射在待检目
    标上,保持无人机与待测目标的距离D不变;
    D、提取待测目标的图像:
    无人机自主按预设路线飞行,并提取待检目标的图像;
    E、巡检到终点时,自主返回起飞点;
    F、下载SD卡中的数据,导入结构件裂缝图像检测软件进行自动检测,并输出检测结果。
    6.根据权利要求5所述的一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于: 在“D、提取待
    测目标的图像”步骤中,无人机每飞行一段固定的行程S,需要作自主悬停再提取待检目标
    的图像,所述的固定的行程S需保证连续提取的两张图像有重叠率;
    所述的固定的行程S计算公式如下:

    上式中:
    C-重叠率,根据检测需要自行设置的常数,C取5%以上:
    P-检测精度,根据检测需要自行设置,
    W-相机在无人机前进方向上的有效像素。
    7.根据权利要求5或6所述的一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于:
    所述的地面站为无人机控制地面站,由具有状态显示、数据回放和任务控制功能的计
    算机组成;
    所述的测距仪是测距传感器,包括:激光测距传感器、超声波测距传感器、红外测距传
    感器或雷达测距传感器;
    所述的“保持”是指:通过测距传感器的反馈、自动控制无人机与待测目标的距离稳定
    在常数D。
    8.根据权利要求5或6所述的一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于:
    所述的裂缝检测软件??槭蔷哂幸韵鹿δ艿姆治鋈砑?椋?br />①软件在图像上使用与背景对比度大的颜色在图像上标识裂缝,标识裂缝编号,标识
    每段裂缝的最大宽度,标识出裂缝的类型;
    ②输出裂缝编号和相对应的位置信息;
    ③所述的位置信息的结构是:经纬度、高度、无人机水平角、云台三个轴的角度和距离
    D。
    9.根据权利要求5或6所述的一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于:在步骤A
    中,在安装云台之前,在实验室内将激光测距仪与摄像机固接,是将测距传感器和摄像机校
    准后固接;
    所述的“校准后固接”是指采用棋盘法校准摄像机光轴,校准测距传感器的测距向量与
    摄像机光轴的平行度,并保持测距传感器与摄像机的相对位置不发生改变。
    10.根据权利要求7所述的一种检测结构件表面裂缝的方法,其特征在于:所述的检测
    结构件表面裂缝的多旋翼无人机检测平台系统的控制系统(Ⅱ)还包括有一能实施手动控
    制的手持??仄鳎?1),该手持??仄鳎?1)所发出的手动控制信息亦通过无线通信系统(Ⅲ)
    的数传电台(31)和增益天线(32)传递给执行控制???,各执行控制??橐谰菔侄刂菩畔?br />的内容对机体(11)、动力系统(12)和传感系统(13)进行控制;
    从手持??仄鞣⒊鍪侄刂菩畔⒌挠畔燃洞笥诖拥孛嬲痉⒊龅牟呗钥刂菩畔?,即有手
    动控制信息时,策略控制信息无效。

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    检测 结构件 表面 裂缝 多旋翼 无人机 平台 系统 及其 用于 方法
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