港口机械的巡检装置及巡检方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种港口机械的巡检装置，包括：无人机组、地面定位器组、地面监控处理装置和数据管理评估装置。无人机对港口机械进行巡检，获取港口机械的图像。地面定位器对无人机的三维位置进行定位。地面监控处理装置与无人机以及地面定位器通信，地面监控处理装置控制无人机飞行，接收无人机获取的图像，并监测无人机的状态。数据管理评估装置与地面监控处理装置通信，数据管理评估装置保存有港口机械的基础数据，数据管理评估装置从地面监控处理装置接收无人机获取的图像，根据图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。本发明专利技术还揭示了一种采用上述的港口机械的巡检装置的巡检方法。

【技术实现步骤摘要】
港口机械的巡检装置及巡检方法
本专利技术涉及港口机械领域，更具体地说，涉及港口机械的检测和评估技术。
技术介绍
港口机械在物流领域应用广泛，港口机械主要包括岸边集装箱起重机、轨道吊、轮胎吊、门座起重机和卸船机等。港口机械由于运输任务繁重，服役时间长，因此港机结构的健康检测对于港口的正常运营来说至关重要。港口机械安全工作的核心是钢机构，其工作位置处于海边，是易腐蚀的环境，因此需要定期对港口机械进行巡检，检查其健康状况。目前的港口机械巡检主要是以人工巡检为主，由巡检员攀爬港口机械，对港口机械的各处结构进行检测、对出现病害的区域进行人工拍照，最后再根据检测结果和图片记录得出评估报告。随着港口机械的大型化，现有的主流港口机械的尺寸达到150m*30m*100m，对于巡检员来说攀爬困难，且危险系数较高。并且，由于港口机械的结构特殊性，有些区域人员无法到达，或者由于人工视角问题，无法获取图像，形成检测盲区。总体而言，现有的人工检测的方式效率低下、检测周期长、检测效果差、盲区多、且存在较大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于无人机的港口机械的巡检技术。根据本专利技术的一实施例，提出一种港口机械的巡检装置，包括：无人机组、地面定位器组、地面监控处理装置和数据管理评估装置。无人机组包括一个或多个无人机，无人机对港口机械进行巡检，获取港口机械的图像。地面定位器组包括一个或多个地面定位器，地面定位器对无人机的三维位置进行定位。地面监控处理装置与无人机通信，地面监控处理装置控制无人机飞行，接收无人机获取的图像，并监测无人机的状态。数据管理评估装置与地面监控处理装置通信，数据管理评估装置保存有港口机械的基础数据，数据管理评估装置从地面监控处理装置接收无人机获取的图像，根据图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。在一个实施例中，地面监控处理装置包括：主控机和手持遥控器。主控机规划无人机的巡检航线，控制无人机沿巡检航线飞行和航拍以获取港口机械的图像，监测无人机的状态。手持遥控器接收操作指令，根据操作指令控制无人机飞行和航拍以获取港口机械的图像。其中，手持遥控器处于未操作状态，无人机由主控机控制自动运行，手持遥控器处于操作状态，无人机退出自动运行，由手持遥控器控制。在一个实施例中，主控机包括：界面交互模块、前端数据管理模块、航线规划模块、航拍控制模块、监视模块和通信模块。界面交互模块产生交互界面，交互界面接收指令并显示信息。前端数据管理模块从数据管理评估装置或界面交互模块获取港口机械的基础数据。航线规划模块根据前端数据管理模块获取的港口机械的基础数据规划自动巡检航线，或者根据交互界面获取的指令规划指定巡检航线。航拍控制模块根据航线规划模块规划的自动巡检航线或者指定巡检航线控制无人机飞行和航拍，以获取港口机械的图像。监视模块监测无人机的三维位置和状态。通信模块与数据管理评估装置、手持遥控器进行通信。在一个实施例中，手持遥控器包括：手持操作器、数据传输模块和图像传输模块。手持操作器由操作人员手持，接收操作指令，根据操作指令控制无人机飞行。数据传输模块与无人机和主控机进行数据通信，监测无人机的状态。图像传输模块与无人机和主控机进行图像通信，获取无人机航拍获得的港口机械的图像和视频。在一个实施例中，数据管理评估装置包括：后端数据管理模块、图像病害识别模块、图像病害分析模块和评估模块。后端数据管理模块对港口机械的基础数据、航线数据、无人机状态数据、港口机械的图像数据进行处理。图像病害识别模块识别港口机械的图像中的病害区域，对病害区域进行标记和分类。图像病害分析模块对图像病害识别模块所标记和分类的病害区域进行量化计算，并将量化计算的结果与病害区域相关联。评估模块基于量化计算的结果以及量化计算的结果与病害区域的关联生成评估结果。在一个实施例中，病害区域的分类包括：锈蚀、裂纹、螺栓缺损、脱漆和其他病害。对病害区域的量化计算包括：锈蚀区域面积、脱漆区域面积、裂纹长度和宽度、螺栓缺损数量和位置。在一个实施例中，港口机械的基础数据包括港口机械的尺寸数据和位置数据。航线数据包括规划航线数据和实际航线数据，其中规划航线数据包括自动巡检航线数据和指定巡检航线数据。无人机状态数据包括：时间、检测点编号、水平横坐标、水平纵坐标、高度坐标、俯仰角、倾斜角、偏航角、拍摄云台的俯仰角、倾斜角、偏航角。对港口机械的基础数据、航线数据、无人机状态数据、港口机械的图像数据的处理包括：保存、删除、修改、加密、解密、分类、筛选、统计、导入、导出。在一个实施例中，无人机包括：机身、飞行模块、飞行控制模块、数据传输模块、图像传输模块、障碍规避模块、定位模块、航拍摄像机和循迹摄像机。根据本专利技术的一实施例，提出一种港口机械的巡检方法，使用前述的港口机械的巡检装置，该巡检方法包括：航线规划步骤，根据港口机械的基础数据规划自动巡检航线；无人机航拍步骤，控制无人机按照自动巡检航线飞行，无人机对港口机械进行航拍，监测无人机的状态并接收无人机获取的图像；数据处理步骤，对无人机获取的图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。在一个实施例中，该巡检方法还包括：航线调整步骤，根据交互界面获取的指令规划指定巡检航线，无人机按照指定巡检航线飞行，对港口机械进行航拍。在一个实施例中，该巡检方法还包括：手动控制步骤，通过手持遥控器操作，无人机退出自动运行，由手持遥控器控制飞行，对港口机械进行航拍。本专利技术的港口机械的巡检装置及巡检方法能根据港口机械的基础数据自动规划无人机的航线，无人机根据规划的航线自动飞行并航拍以完成巡检工作，采集港口机械的图像数据和视频数据。图像数据和视频数据被传输至数据管理评估装置，对图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。在必要时，可以手动修改无人机的航线或者将无人机切换至手动操作模式。该巡检装置和巡检方法自动化程度高，检测效率高，应用范围广，且安全系数高。附图说明本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1揭示了根据本专利技术的一实施例的港口机械的巡检装置的结构示意图。图2揭示了根据本专利技术的一实施例的港口机械的巡检装置的结构框图。图3揭示了根据本专利技术的一实施例的港口机械的巡检装置中地面监控处理装置的结构框图。图4a和图4b揭示了根据本专利技术的一实施例的港口机械的巡检方法的示例流程。具体实施方式首先参考图1所示，图1揭示了根据本专利技术的一实施例的港口机械的巡检装置的结构示意图。该港口机械的巡检装置包括：无人机组101、地面定位器组102、地面监控处理装置103和数据管理评估装置104。无人机组101包括一个或多个无人机，无人机对港口机械进行巡检，获取港口机械的图像。地面定位器组102包括一个或多个地面定位器，地面定位器对无人机的三维位置进行定位。地面监控处理装置103与无人机通信，地面监控处理装置控制无人机飞行，接收无人机获取的图像，并监测无人机的状态。数据管理评估装置104与地面监控处理装置通信，数据管理评估装置保存有港口机械的基础数据，数据管理评估装置从地面监控处理装置接收无人机获取的图像，根据图像进行病害识别和病本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港口机械的巡检装置，其特征在于，包括：无人机组，无人机组包括一个或多个无人机，无人机对港口机械进行巡检，获取港口机械的图像；地面定位器组，地面定位器组包括一个或多个地面定位器，地面定位器对无人机的三维位置进行定位；地面监控处理装置，地面监控处理装置与无人机通信，地面监控处理装置控制无人机飞行，接收无人机获取的图像，并监测无人机的状态；数据管理评估装置，数据管理评估装置与地面监控处理装置通信，数据管理评估装置保存有港口机械的基础数据，数据管理评估装置从地面监控处理装置接收无人机获取的图像，根据图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种港口机械的巡检装置，其特征在于，包括：无人机组，无人机组包括一个或多个无人机，无人机对港口机械进行巡检，获取港口机械的图像；地面定位器组，地面定位器组包括一个或多个地面定位器，地面定位器对无人机的三维位置进行定位；地面监控处理装置，地面监控处理装置与无人机通信，地面监控处理装置控制无人机飞行，接收无人机获取的图像，并监测无人机的状态；数据管理评估装置，数据管理评估装置与地面监控处理装置通信，数据管理评估装置保存有港口机械的基础数据，数据管理评估装置从地面监控处理装置接收无人机获取的图像，根据图像进行病害识别和病害分析，并基于病害识别和病害分析生成评估结果。2.如权利要求1所述的港口机械的巡检装置，其特征在于，所述地面监控处理装置包括：主控机，主控机规划无人机的巡检航线，控制无人机沿巡检航线飞行和航拍以获取港口机械的图像，监测无人机的状态；手持遥控器，手持遥控器接收操作指令，根据操作指令控制无人机飞行和航拍以获取港口机械的图像；其中，手持遥控器处于未操作状态，无人机由主控机控制自动运行，手持遥控器处于操作状态，无人机退出自动运行，由手持遥控器控制。3.如权利要求2所述的港口机械的巡检装置，其特征在于，所述主控机包括：界面交互模块，产生交互界面，交互界面接收指令并显示信息；前端数据管理模块，前端数据管理模块从数据管理评估装置或界面交互模块获取港口机械的基础数据；航线规划模块，航线规划模块根据前端数据管理模块获取的港口机械的基础数据规划自动巡检航线，或者根据交互界面获取的指令规划指定巡检航线；航拍控制模块，根据航线规划模块规划的自动巡检航线或者指定巡检航线控制无人机飞行和航拍，以获取港口机械的图像；监视模块，监测无人机的三维位置和状态；通信模块，与数据管理评估装置、手持遥控器进行通信。4.如权利要求2所述的港口机械的巡检装置，其特征在于，所述手持遥控器包括：手持操作器，由操作人员手持，接收操作指令，根据操作指令控制无人机飞行；数据传输模块，与无人机和主控机进行数据通信，监测无人机的状态；图像传输模块，与无人机和主控机进行图像通信，获取无人机航拍获得的港口机械的图像和视频。5.如权利要求1所述的港口机械的巡检装置，其特征在于，所述数据管理评估装置包括：后端数据管理模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文军，严云福，罗磊，赵子健，俞骏，戴巍，易庆，陆垚，山建国，熊丁根，富茂华，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31