基于无人机的混凝土裂缝检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，包括无人机本体，本发明专利技术还包括用于将无人机本体吸附于待检测裂缝处混凝土表面的吸附机构和裂缝检测机构，裂缝检测机构包括固定于无人机本体上的旋转驱动电机以及固定于无人机本体朝向待检测裂缝一侧的摄像机和测量尺，旋转驱动电机的输出端经转动轴与测量尺连接，测量尺与待检测裂缝处混凝土表面贴合。本发明专利技术采用上述结构的基于无人机的混凝土裂缝检测装置，通过设置带有可旋转测量尺的裂缝检测机构，可经测量尺直接读取裂缝的长度和宽度，无需后期大量的数据处理，测量方法简单；通过设置定位机构记录裂缝的三维空间位置信息，实现了裂缝长期跟踪观测。

Detection device and detection method of concrete crack based on UAV

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的混凝土裂缝检测装置及检测方法
本专利技术涉及一种混凝土裂缝检测技术，尤其涉及一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置及检测方法。
技术介绍
裂缝是危害混凝土结构安全的重要因素，为了掌握其发展情况，需定期对混凝土裂缝进行检测。而一些位于如梁底部、高墩柱等特殊部位的裂缝受空间、位置等因素的影响，往往很难进行直接的人工观测。目前，对于观测受限的混凝土裂缝，一般采用升降平台或带悬臂的检测车进行观测，该方法效率低，而且费用昂贵。随着无人机技术的发展，采用无人机进行混凝土病害的检测已成为一种趋势，目前无人机检测裂缝一般通过拍摄裂缝照片，然后基于图像分析技术，分析裂缝的宽度、长度等，该方法受拍摄角度、像素分辨率等因素的影响较大，导致误差较大，且不够直观。而如专利号“201720825746.5”提供了《用于检测混凝土结构表面裂缝宽度的带弓弩的无人机》，主要原理是利用无人机射出一支前端带有刻度的箭至裂缝处，拍摄箭与裂缝的照片，后期应用PS技术，将照片中的刻度PS至裂缝上，然后读取裂缝宽度，该方法前期需发射带刻度的箭，后期还需使用PS技术，操作复杂，检测效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，通过设置带有可旋转测量尺的裂缝检测机构，可经测量尺直接读取裂缝的长度和宽度，无需后期大量的数据处理，测量方法简单；通过设置定位机构记录裂缝的三维空间位置信息，实现了裂缝长期跟踪观测。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，包括由机架、设置于所述机架上的螺旋桨、用于驱动所述螺旋桨转动的螺旋桨驱动电机和遥控器组成的无人机本体，本专利技术还包括用于将所述无人机本体吸附于待检测裂缝处混凝土表面的吸附机构和用于检测所述待检测裂缝的裂缝检测机构，所述裂缝检测机构包括固定于所述无人机本体上的旋转驱动电机以及固定于所述无人机本体朝向所述待检测裂缝一侧的摄像机和测量尺，所述旋转驱动电机的输出端经转动轴与所述测量尺连接，所述测量尺与所述待检测裂缝处混凝土表面贴合。优选的，所述吸附机构包括固定于所述无人机本体上的真空泵，所述真空泵依次经真空管、支脚管与吸盘相通，所述吸盘的吸口朝向混凝土的方向，所述吸盘与所述待检测裂缝处混凝土表面吸合。优选的，所述真空泵的抽气口和排气口分别经抽气管和排气管与所述真空管相通，所述抽气管和所述排气管上均设置有换向电磁阀。优选的，所述支脚管与所述机架固定连接。优选的，本专利技术还包括固定于所述无人机本体上的定位机构，所述定位机构为GPS定位系统。优选的，所述转动轴与所述测量尺中部固定连接。优选的，所述转动轴和所述吸盘的材质均为橡胶材质。优选的，所述旋转驱动电机和所述螺旋桨驱动电机均为伺服电机。一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的检测方法，包括以下步骤：S1、整体观测启动无人机本体和摄像机，经遥控器控制无人机本体飞至带有待检测裂缝的混凝土结构底部，并通过摄像机观察待检测混凝土上待检测裂缝的分布状况；S2、固定无人机本体经遥控器控制无人机本体飞至步骤S1中检测的其中一条待检测裂缝底部，并使得无人机本体靠近待检测裂缝，直至吸盘与待检测裂缝处混凝土表面逐渐接触，同时开启真空泵和位于抽气管内的换向电磁阀，开始抽气，直至吸盘与待检测裂缝处混凝土表面吸附可靠，关闭真空泵和螺旋桨；S3、检测待检测裂缝的长度和宽度S30、检测待检测裂缝的宽度经旋转驱动电机转动测量尺，使得测量尺与待检测裂缝宽度方向平行，而后控制摄像机拍摄；S31、检测待检测裂缝的长度通过摄像机观测待检测裂缝，经旋转驱动电机转动测量尺，使得测量尺与待检测裂缝长度方向平行，而后控制摄像机拍摄；S4、检测下一待检测裂缝当前待检测裂缝拍摄完毕后，启动无人机本体，关闭抽气管内的换向电磁阀并打开排气管内的换向电磁阀，向吸盘内注入空气，同时在无人机本体牵引力下脱离当前裂缝，关闭真空泵和排气管内的换向电磁阀，经遥控器控制无人机本体飞离当前裂缝至下一待检测裂缝，重复步骤S1-S4，直至检测完毕；S5、图像处理S50、宽度值读取检测完毕后，读取测量尺与待检测裂缝宽度方向平行照片中测量尺的显示值为宽度值；S51、长度值读取当照片上测量尺的长度大于等于待检测裂缝长度时，读取测量尺与待检测裂缝长度方向平行照片中测量尺的显示值为宽度值；或者，当照片上测量尺的长度小于待检测裂缝长度时，读取测量尺与待检测裂缝长度方向平行照片中测量尺的显示值与待检测裂缝的长度比，计算待检测裂缝实际长度。优选的，步骤S2固定无人机本体后还经定位机构记录当前待检测裂缝的位置。本专利技术的有益效果如下：(1)直接基于无人机上的改造，开发成本低、操作方法简单可行、实用性强、便于推广应用；(2)基于真空吸附原理，设置真空泵及8个带橡胶吸盘的支脚管，使无人机牢固吸附在混凝土表面，且注入空气能轻易脱离混凝土表面；(3)通过设置裂缝检测机构，测量尺可直接贴在待检测裂缝的混凝土表面，通过旋转驱动电机旋转测量尺，进而改变测量尺与待检测裂缝之间的角度，从而测量待检测裂缝的长度和宽度，避免了后期图像处理过程中因照片的像素或者拍摄角度对检测结果的影响，提高了裂缝检测精度。(4)通过设置GPS定位机构，可对实现裂缝的三维定位，便于裂缝的后期快速跟踪监测。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的侧视图；图2为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的俯视图；图3为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的仰视图。其中：1、待检测裂缝；2、机架；3、旋转驱动电机；4、转动轴；5、测量尺；6、螺旋桨；7、吸盘；8、支脚管；9、真空管；10、真空泵；11、螺旋桨驱动电机；12、定位机构；13、摄像机。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。图1为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的侧视图，图2为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的俯视图，图3为本专利技术的实施例一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置的仰视图，如图1、图2和图3所示，本专利技术的结构，包括由机架2、设置于机架2上的螺旋桨6、用于驱动螺旋桨6转动的螺旋桨驱动电机11和遥控器组成的无人机本体，本专利技术还包括用于将无人机本体吸附于待检测裂缝1处混凝土表面的吸附机构和用于检测待检测裂缝1的裂缝检测机构，裂缝检测机构包括固定于无人机本体上的旋转驱动电机3以及固定于无人机本体朝向待检测裂缝1一侧的摄像机13和测量尺5，旋转驱动电机3的输出端经转动轴4与测量尺5连接，优选的，转动轴4与测量尺5中部固定连接，测量尺5与待检测裂缝1处混凝土表面贴合。具体的，吸附机构包括固定于无人机本体上的真空泵10，真空泵10依次经真空管9、支脚管8与吸盘7相通，吸盘7的吸口朝向混凝土的方向，吸盘7与待检测裂缝1处混凝土表面吸合。且真空泵10的抽气口和排气口分别经抽气管和排气管与真空管9相通，抽气管和排气管上均设置有换向电磁阀。优选的，支脚管8与机架2固定连接，支脚管8靠近真空管9的一端与机架2固定连接，另一端向靠近待检测裂缝1的方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，包括由机架、设置于所述机架上的螺旋桨、用于驱动所述螺旋桨转动的螺旋桨驱动电机和遥控器组成的无人机本体，其特征在于：还包括用于将所述无人机本体吸附于待检测裂缝处混凝土表面的吸附机构和用于检测所述待检测裂缝的裂缝检测机构，所述裂缝检测机构包括固定于所述无人机本体上的旋转驱动电机以及固定于所述无人机本体朝向所述待检测裂缝一侧的摄像机和测量尺，所述旋转驱动电机的输出端经转动轴与所述测量尺连接，所述测量尺与所述待检测裂缝处混凝土表面贴合。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，包括由机架、设置于所述机架上的螺旋桨、用于驱动所述螺旋桨转动的螺旋桨驱动电机和遥控器组成的无人机本体，其特征在于：还包括用于将所述无人机本体吸附于待检测裂缝处混凝土表面的吸附机构和用于检测所述待检测裂缝的裂缝检测机构，所述裂缝检测机构包括固定于所述无人机本体上的旋转驱动电机以及固定于所述无人机本体朝向所述待检测裂缝一侧的摄像机和测量尺，所述旋转驱动电机的输出端经转动轴与所述测量尺连接，所述测量尺与所述待检测裂缝处混凝土表面贴合。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述吸附机构包括固定于所述无人机本体上的真空泵，所述真空泵依次经真空管、支脚管与吸盘相通，所述吸盘的吸口朝向混凝土的方向，所述吸盘与所述待检测裂缝处混凝土表面吸合。3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述真空泵的抽气口和排气口分别经抽气管和排气管与所述真空管相通，所述抽气管和所述排气管上均设置有换向电磁阀。4.根据权利要求2所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述支脚管与所述机架固定连接。5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：还包括固定于所述无人机本体上的定位机构，所述定位机构为GPS定位系统。6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述转动轴与所述测量尺中部固定连接。7.根据权利要求2所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述转动轴和所述吸盘的材质均为橡胶材质。8.根据权利要求3所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置，其特征在于：所述旋转驱动电机和所述螺旋桨驱动电机均为伺服电机。9.一种基于上述1-8任一项权利要求所述的一种基于无人机的混凝土裂缝检测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少锦，赵超，王勇，
申请(专利权)人：广州珠江黄埔大桥建设有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44