一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统技术方案

本申请涉及飞机结构强度全机疲劳试验领域，为一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，包括，视觉采集系统，采用3D结构光相机，用于实时采集飞机内舱结构表面图像信息并输出视觉图像信息；检测定位系统，采用无线传输方式控制动力装置带动视觉采集系统沿巡检轨道巡回运行并实时输出运行过程中的控制定位信息；数据处理系统，用于实时处理视觉采集系统采集到的高清图片；数据传输系统，采用5G模组终端，通过边缘计算将预处理的数据输出；管控系统，用于接收数据传输系统输出的数据并对各类信息进行管理并分类存储。具有实现舱内形变损伤的动态巡检、对检测信息进行高精度处理的技术效果。度处理的技术效果。度处理的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统


[0001]本申请属于飞机结构强度全机疲劳试验领域，特别涉及一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统。

技术介绍

[0002]验证发现飞机设计缺陷和损伤是进行全机疲劳试验的主要目的之一，缺陷和损伤在疲劳试验动态过程中能否及时发现和确认对飞机的安全至关重要。目前全机疲劳试验的巡检模式是人工目视和无损检测，在试验动态运行过程中采用人工目视巡检，只能观察到人眼可达和可辨的缺陷和损伤，而无损检测主要是在人工目视发现问题时和固定检查周期时仍由人工进行，无法于试验动态过程实现实时检测，对于类似机舱内部由于试验中充压的原因，存在安全隐患，人工不能达到。总而言之，现有巡检模式存在较大缺点：人工巡检效率低，巡检周期长，巡检区域小且精度低，巡检无法与疲劳试验同步进行，试验运行时机舱内部巡检人员无法进入等问题。
[0003]在飞机结构表面形变巡检上，已存在使用机器视觉代替人工实现自动化巡检，一定程度上提高了巡检效率。但该类巡检多数是在飞机处于静态状态下进行的，即飞机在地面停靠，检测目标为飞机外表面结构的蒙皮鼓包等形变，检测区域相对较小，图像信息数据量较小，数据传输较慢。
[0004]而对于全机疲劳试验来说，形变损伤检测是一个伴随飞机整个飞行历程的动态巡检，随着飞机结构在不同载荷施加的作用下，结构会发生变化，随之会导致形变损伤的产生。因此，全机疲劳试验中形变检测要求具有高精度、高效率、大范围等特点，视觉采集的图像信息数据量大，要求传输速度快，保证数据与疲劳试验载荷状态对应，尤其针对飞机内舱结构，不可布置线缆，要去采用无线传输数据。
[0005]因此如何有效地对飞机内部结构形变损伤进行巡检是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供了一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，以解决现有技术中无法对运动中的飞机内部结构形变损伤进行巡检的问题。
[0007]本申请的技术方案是：一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，包括，视觉采集系统，采用3D结构光相机，用于实时采集飞机内舱结构表面形变图像信息并输出视觉图像信息；检测定位系统，舱内设置巡检轨道和动力装置，采用无线传输方式控制动力装置带动视觉采集系统沿巡检轨道巡回运行并实时输出运行过程中的控制定位信息；数据处理系统，用于实时接收视觉图像信息、控制定位信息，实时处理视觉采集系统采集到的高清图片，并进行三维点云重建获取形变损伤信息；数据传输系统，采用5G模组终端，通过边缘计算将预处理的数据输出；管控系统，用于接收数据传输系统输出的数据并对各类信息进行管理并分类存储。
[0008]优选地，所述视觉采集系统采用大角度宽幅激光器，通过三维点云扫描获取飞机
内舱重点部位的三维形变数据；所述数据处理系统采用深度学习算法对视觉图像信息进行三维点云重建。
[0009]优选地，3D结构光相机采集过程中同时使用与3D结构光相机视角一致的变焦高清监控相机，拍摄检测目标区域的形变损伤画面。
[0010]优选地，所述管控系统内存储有每一试验载荷状态下所对应的视觉图像标定信息，所述数据处理模块接收视觉图像信息、并同步接收疲劳试验中的试验载荷状态信息，根据在当前载荷状态调出该试验下所对应的视觉图像标定信息，通过对比视觉图像标定信息与当前状态的视觉图像信息的差异，获取形变损伤信息。
[0011]优选地，所述动力装置具有多组，所述动力装置包括小车和机械臂，所述小车沿着巡检轨道进行巡回运动，所述机械臂设于小车上并设置六自由度，所述机械臂的下端与小车连接、末端设置3D结构光相机和变焦高清监控相机，所述3D结构光相机对每个采集点至少采集三个角度图像信息。
[0012]优选地，所述管控系统内设置数据调控系统和存储系统，所述存储系统存储有每一试验载荷状态下所对应的控制定位标定信息；所述数据处理系统同步接收疲劳试验中的试验载荷状态信息，将该数据通过数据传输系统传输至管控系统，在到达每一检测点时，所述数据调控系统根据实时采集到的试验载荷信息调出该载荷下的控制定位标定信息，并根据定位标定信息调整6个关节角度的末端姿态。
[0013]优选地，所述管控系统还包括检测信息展示模块，所述检测信息展示模块整合采集到的机器视觉和仪表类数据，通过信息化中心进行集中监测和展示。
[0014]优选地，所述巡检轨道上设置光电传感器和机械触点，光电传感器或机械触点每采集到一个基准点位信息，即到达一个轨道基准检测点。
[0015]一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测方法，包括，在飞机内舱内沿重点部位设置巡检轨道、小车、机械臂，在机械臂上设置3D结构光相机，采用无线传输控制动力装置沿巡检轨道巡回运行、控制3D结构光相机对目标区域进行多角度多目标图像的实时采集，并输出控制定位信息与形变图像信息；采用示教方式获取飞机内舱重点部位的三维形变数据，进行内舱结构的三维结构点云重建，形成标定信息；实时接收控制定位信息、形变图像信息、试验载荷状态信息，并对形变图像信息进行处理与压缩，对图像数据进行三维点云重建，实时对比相同试验载荷状态下的三维点云数据和标定数据的差异，获取形变损伤信息并输出处理信息；5G模组终端实时接收处理信息，通过边缘计算对数据进行预处理并输出；实时接收预处理数据信息，通过对应的标定信息对动力装置的位置和状态进行实时控制，并对信息进行分类存储。
[0016]一种飞机结构强度全机疲劳试验台，包括权利要求1
‑
8任一所述的形变损伤检测系统。
[0017]本申请的一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，通过在舱内设置巡检轨道、小车和机械臂，采用无线传输的方式对小车的机械臂进行控制，并采用5G传输模组对采集到的数据进行实时处理，能够实现内舱结构形变损伤的动态巡检，并能够对采集的图像进行高精度处理。
[0018]优选地，采用大角度宽幅激光器，能够全面获取检测点的图像信息，并通过深度学习算法对图像信息进行三维点云重建能够对图像进行高精度处理。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0020]图1为本申请实施例一整体系统结构示意图；
[0021]图2为本申请实施例一3D结构光相机和变焦高清监控相机的位置结构示意图；
[0022]图3为本申请实施例一整体结构示意图；
[0023]图4为本申请实施例二整体流程示意图。
[0024]1、视觉采集系统；2、检测定位系统；3、数据处理系统；4、数据传输系统；5、数据调控系统；6、存储系统；7、巡检轨道；8、小车；9、机械臂；10、3D结构光相机；11、变焦高清监控相机；12、检测信息展示模块。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，其特征在于：包括，视觉采集系统(1)，采用3D结构光相机(10)，用于实时采集飞机内舱结构表面形变图像信息并输出视觉图像信息；检测定位系统(2)，舱内设置巡检轨道(7)和动力装置，采用无线传输方式控制动力装置带动视觉采集系统(1)沿巡检轨道(7)巡回运行并实时输出运行过程中的控制定位信息；数据处理系统(3)，用于实时接收视觉图像信息、控制定位信息，实时处理视觉采集系统(1)采集到的高清图片，并进行三维点云重建获取形变损伤信息；数据传输系统(4)，采用5G模组终端，通过边缘计算将预处理的数据输出；管控系统，用于接收数据传输系统(4)输出的数据并对各类信息进行管理并分类存储。2.如权利要求1所述的飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，其特征在于：所述视觉采集系统(1)采用大角度宽幅激光器，通过三维点云扫描获取飞机内舱重点部位的三维形变数据；所述数据处理系统(3)采用深度学习算法对视觉图像信息进行三维点云重建。3.如权利要求2所述的飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，其特征在于：3D结构光相机(10)采集过程中同时使用与3D结构光相机(10)视角一致的变焦高清监控相机(11)，拍摄检测目标区域的形变损伤画面。4.如权利要求2所述的飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，其特征在于：所述管控系统内存储有每一试验载荷状态下所对应的视觉图像标定信息，所述数据处理模块接收视觉图像信息、并同步接收疲劳试验中的试验载荷状态信息，根据在当前载荷状态调出该试验下所对应的视觉图像标定信息，通过对比视觉图像标定信息与当前状态的视觉图像信息的差异，获取形变损伤信息。5.如权利要求2所述的飞机结构疲劳试验中内舱巡检的形变损伤检测系统，其特征在于：所述动力装置具有多组，所述动力装置包括小车(8)和机械臂(9)，所述小车(8)沿着巡检轨道(7)进行巡回运动，所述机械臂(9)设于小车(8)上并设置六自由度，所述机械臂(9)的下端与小车(8)连接、末端设置3D结构光相机(10)，所述3D结构光相机(10)对每个采集点至少采集三个角度图像信息。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛爽，郭琼，郑建军，裴连杰，王征，张宝军，朱东瑜，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：