用于使用无人驾驶飞行器进行无损测试的方法和系统技术方案

本申请涉及用于使用无人驾驶飞行器进行无损测试的方法和系统。具体地，提供了一种无损检查NDI系统，该系统包括：无人驾驶飞行器UAV，该无人驾驶飞行器UAV包括主体结构，该主体结构包括一个或更多个支撑结构，其中，所述一个或更多个支撑结构中的每一个均包括可释放端结构；以及一个或更多个无损检查NDI传感器，所述一个或更多个无损检查NDI传感器集成到相应可释放端结构。该无损检查NDI系统还可以包括地点追踪系统，该地点追踪系统可以确定无人驾驶飞行器UAV和/或一个或更多个无损检查NDI传感器相对于被检查结构的位置、方位或这两者。

Method and system for non-destructive testing of unmanned aerial vehicles

The application relates to a method and system for non-destructive testing of unmanned aerial vehicles. Specifically, a lossless inspection NDI system is provided, which includes the unmanned aerial vehicle UAV, the unmanned aerial vehicle UAV including the main structure, which includes one or more support structures, in which each of the one or more supporting structures includes a releasable end structure; and One or more non-destructive inspection NDI sensors, one or more non-destructive NDI sensors integrated into the corresponding releasable end structure. The NDT NDI system can also include a location tracking system that can determine the position, orientation, or both of the unmanned aerial vehicle UAV and / or one or more nondestructive inspection NDI sensors relative to the checked structure.

【技术实现步骤摘要】
用于使用无人驾驶飞行器进行无损测试的方法和系统
本公开总体涉及用于执行检查活动的系统和方法，更具体地涉及用于使得能够由无人移动交通工具(unmannedmobilevehicle)远程检查结构或物体的系统和方法。
技术介绍
结构的无损检查(“NDI:Non-destructiveinspection”)涉及在不伤害结构或不需要结构的大量拆卸的情况下彻底检查结构。NDI对于需要结构的外部和/或内部的全面检查的许多应用是有利的。例如，NDI常在飞行器行业中用于对于对飞行器结构的任意类型的内部或外部损伤检查结构。结构中惯常无损检查的是复合结构。由此可见，频繁期望检查复合结构，以识别可能不利地影响复合结构的性能的瑕疵(诸如裂缝、空隙或有孔性)。在检查中提出重大挑战的结构的其他示例是：桥梁、水坝、堤岸、发电厂、电力线或电力网、水处理设施；炼油厂、化学加工厂、高层建筑物、与电气列车和单轨支撑结构关联的基础设施(仅仅举几个例子)。各种类型的传感器可以用于执行NDI。一个或更多个传感器可以在要检查的结构上移动，并且接收与可以从其识别内部瑕疵的结构有关的数据。传感器所获取的数据通常由处理元件来处理，并且经处理的数据可以经由显示器呈现给用户。结构和各种物体的基于在场人(In-personhuman)的检查可能耗时、昂贵、困难且常对于个人执行有危险。静态照相机(即，固定地点照相机)用于提供需要定期视觉检查的结构，或物体的定期照片遭遇有限的有效性。静态照相机具有环境的有限能见度。因此，检查大区域(诸如伸长数百米或更多的电力线)在不使用大量这种照相机的情况下是困难或不可能的。此外，一旦照相机安装在适当的位置，则它无法容易地靠近以修理或维护。照相机的安装可能需要它暴露到元件，这可能降低照相机的可靠性和/或操作成本。如果修理或维护变得必要，则获得桥梁的结构部分的定期照片的、安装在桥梁顶部附近的静态照相机还可能难以由个人接近和/或该接近代价高。需要个人接近高高地安装在桥梁、水坝等的顶部上的照相机的动作还可能引起对承担这种任务的工人的人身安全的重大风险。偶尔，基础设施可能需要检查，其中，由于环境、化学或生物元素，该检查将工人置于对他或她的健康的重大风险处。这种情况可能在制造设施内部发现，其中，需要进行在有害化合物可能存在的区域中的设施的一部分，或在其内运行的机器的定期例行检查。海上石油钻井平台的结构部分的检查将是：环境因素可以由人进行充满危险的平台的各种部分的检查的另一个示例。又一些结构(例如，位于山上的大型天线或望远镜)可能呈现由人进行的检查对个人安全呈现重大风险的情况。在一些检查应用中，人驾驶的直升机已经用于检查各种基础设施。然而，人驾驶的直升机在资产成本(直升机、燃料以及维护)和操作成本(飞行员薪水)方面可能昂贵操作。另外，检查受飞行员和直升机的可用数量限制，并且在一些情况下可能有危险(诸如在下雨或尘暴期间)。同样，人驾驶的直升机或其他类型的交通工具的使用，在难以接近的一些地点中或在恶劣天气期间有时不是简单地可行的。遥控(RC：Remotecontrolled)直升机成本更低，但需要熟练的操作员，由此用多个直升机检查大区域需要大量的高价熟练的操作员。另外，精确视觉检查和期间可以执行检查操作的持续时间可能由于熟练操作员和设备的可用数量而受限。这些方法遭受另外的缺陷。当前，人驾驶的RC直升机仅可以视觉检查基础设施。由此，检查限于表面损伤的检测。此外，虽然装配GPS的人驾驶RC直升机可以提供对于视觉检查足够的地点的粗略估计，对于用于其他NDI检查方法而言但GPS追踪不够准确。由此，行业中存在迄今为止未解决的需要，以解决前面提及的缺陷和不足。
技术实现思路
根据本示教的示例，提供了一种无损检查(“NDI”)系统。系统包括：无人驾驶飞行器(“UAV：unmannedaerialvehicle”)，该无人驾驶飞行器包括主体结构，主体结构包括一个或更多个支撑结构，其中，所述一个或更多个支撑结构中的至少一个可以包括可释放端结构；和一个或更多个NDI传感器，该一个或更多个NDI传感器集成到相应可释放端结构。根据示例，UAV可以包括释放控制器，该释放控制器可操作为向一个或更多个支撑结构提供控制信号，以从可释放端结构释放一个或更多个NDI传感器。根据示例，所述一个或更多个NDI传感器中的至少一个可操作为感测一个或更多个NDI感测模式。根据示例，NDI系统还可以包括系链，该系链可操作为向一个或更多个NDI传感器中的至少一个供电。根据示例，所述一个或更多个NDI传感器可以包括安装机构，该安装机构可操作为将说话时一个或更多个NDI传感器固定到要检查的结构。根据示例，NDI系统还可以包括地点追踪系统，该地点追踪系统可操作为确定所述一个或更多个NDI传感器中的至少一个相对于结构的位置、方位或位置和方位这两者。根据示例，安装机构是基于磁性的、基于真空的、基于静电的、基于夹具的或基于粘合剂的。根据示例，UAV可以可操作为使用预定飞行路线移动，该预定飞行路线使用从追踪系统获得的位置和方位数据来更新，或者使用遥控系统来控制。根据示例，所述一个或更多个NDI感测模式可以包括基于接触的NDI感测。根据示例，所述一个或更多个NDI传感器可以包括以下各项中的至少一个：涡流传感器、超声传感器、声学传感器、机械阻抗传感器、光学传感器、X射线后向散射传感器、计算机断层扫描传感器、表面粗糙度传感器、IR热成像仪、微波传感器以及太赫兹传感器。根据示例，所述一个或更多个支撑结构中的至少一个包括操纵臂。操纵臂可以包括夹具，其中，夹具可操作为相对于被检查的结构操纵一个或更多个所述NDI传感器。根据示例，在数据收集期间所述一个或更多个NDI传感器可以相对于结构移动。根据示例，所述一个或更多个支撑结构中的一个可以支撑结构构造有一个或更多个维护工具，其中，所述一个或更多个维护工具包括磨砂机、钻孔机、刷子、喷漆器、标记器、墨印章机(inkstamp)、激光器或目标涂敷器。根据本示教的示例，提供了一种无损检查(“NDI”)系统。该系统包括壳体，该壳体被构造为收容部件，这些部件包括：一个或更多个NDI传感器，所述一个或更多个NDI传感器可操作为测量结构的一个或更多个特性；安装机构，该安装机构可操作为将壳体固定到结构或从结构释放壳体；以及收发器，该收发器可操作为发送来自一个或更多个NDI传感器的测量数据，其中，壳体被调整大小为由无人驾驶飞行器(“UAV”)递送到结构的目标地点。根据示例，所述一个或更多个NDI传感器可以包括以下各项中的一个或更多个：涡流传感器、超声传感器、声学传感器、机械阻抗传感器、光学传感器、X射线后向散射传感器、计算机断层扫描传感器、表面粗糙度传感器、IR热成像仪、微波传感器以及太赫兹传感器。根据示例，安装机构可以是如下各项中的一个：基于磁性的、基于真空的、基于静电的、基于粘合剂的或基于夹具的。根据示例，NDI系统还可以包括电源，该电源可操作为向一个或更多个NDI传感器供电。根据示例，NDI系统还可以包括系链，该系链可操作为从在壳体外部的电源向一个或更多个NDI传感器供电，向/从NDI传感器发送和接收信号数据，并且充当安全/取回机制。根据示例，NDI系统还可以包括碰撞保护结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无损检查NDI系统，所述系统包括：无人驾驶飞行器UAV，该无人驾驶飞行器UAV包括主体结构，所述主体结构包括一个或更多个支撑结构，其中，所述一个或更多个支撑结构中的每一个均包括可释放端结构；以及一个或更多个无损检查NDI传感器(410)，所述一个或更多个无损检查NDI(410)传感器集成到相应的可释放端结构。

【技术特征摘要】
2016.10.31 US 15/338,4911.一种无损检查NDI系统，所述系统包括：无人驾驶飞行器UAV，该无人驾驶飞行器UAV包括主体结构，所述主体结构包括一个或更多个支撑结构，其中，所述一个或更多个支撑结构中的每一个均包括可释放端结构；以及一个或更多个无损检查NDI传感器(410)，所述一个或更多个无损检查NDI(410)传感器集成到相应的可释放端结构。2.根据权利要求1所述的无损检查NDI系统，其中，所述无人驾驶飞行器UAV包括释放控制器，该释放控制器可操作为，向所述一个或更多个支撑结构提供控制信号，以从所述可释放端结构释放所述一个或更多个无损检查NDI传感器(410)。3.根据权利要求1所述的无损检查NDI系统，其中，所述一个或更多个无损检查NDI传感器(410)中的至少一个可操作为，感测一个或更多个无损检查NDI感测模式，其中，所述一个或更多个无损检查NDI感测模式包括：基于接触的无损检查NDI感测。4.根据权利要求1所述的无损检查NDI系统，所述无损检查NDI系统包括系链，该系链可操作为提供以下各项中的一个或更多个：到所述一个或更多个无损检查NDI传感器(410)中的至少一个的电力，到所述一个或更多个无损检查NDI传感器中的至少一个的控制信号，以及安全和取回机制。5.根据权利要求1所述的无损检查NDI系统，其中，所述一个或更多个无损检查NDI传感器(410)包括安装机构，该安装机构可操作为将所述一个或更多个无损检查NDI传感器固定到要检查的结构，其中，在数据收集期间，相对于要检查的所述结构移动所述一个或更多个无损检查NDI传感器。6.根据权利要求5所述的无损检查NDI系统，所述无损检查NDI系统还包括地点追踪系统，该地点追踪系统可操作为，使用所述结构的坐标系来确定所述一个或更多个无损检查NDI传感器(410)中的至少一个相对于所述结构的位置、方位、或所述位置和所述方位这两者，其中，所述安装机构是基于磁性的、基于真空的、基于静电的、基于夹具的、或基于粘合剂的。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的无损检查NDI系统，其中，所述无人驾驶飞行器UAV可操作为使用预定飞行路线(135)来移动，所述预定飞行路线(135)使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·乔治森，S·里，J·J·特洛伊，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US