一种用于桥梁的无人机巡检系统技术方案

本发明专利技术涉及工程检测技术领域，具体公开了一种用于桥梁的无人机巡检系统，包括地面站和无人机，无人机至少为两个；地面站用于根据预设的桥梁三维模型生成第一巡检航线，并发送至无人机一；无人机一用于根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检，采集图像数据，发送至地面站；地面站还用于根据图像数据更新预设的桥梁三维模型；以及根据更新后的桥梁三维模型生成第二巡检航线，基于无人机数量对第二巡检航线划分巡检段，并将对应的巡检段发送至无人机一和无人机二；无人机一和无人机二还用于根据巡检段对桥墩进行环绕巡检。采用本发明专利技术的技术方案能够提高巡检效率，降低工作人员的工作量。降低工作人员的工作量。降低工作人员的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于桥梁的无人机巡检系统


[0001]本专利技术涉及工程检测
，特别涉及一种用于桥梁的无人机巡检系统。

技术介绍

[0002]桥梁检测作为工程领域一项的常规作业类型，其检测范围通常包括桥面系、上部结构和下部结构。通常，桥梁检测的具体部位主要包括：桥梁底面、外沿面、底座、人行道、墩身、边栏等区域。长期以来，桥梁检测主要采用目视检测或者借助大型桥梁检测车或小型辅助检测仪器等方法来确定桥梁是否存在缺陷，但是这种方式需要人员多、人工参与比例大、时间长、劳动强度大、效率低、成本高，其检测效果与巡查人员的经验和责任心直接相关，因此无法满足日益增长的桥梁维护需求。
[0003]随着无人机技术的发展，无人机作为一种新型设备，为桥梁检测提供了一种高效、安全的方法，可以替代传统的检测手段在桥梁检测方面得到广泛的应用。通常在无人机上搭载高清摄像设备，操作人员远距离控制无人机对桥梁外表面数据进行采集，再利用桥梁数据管理软件对采集数据进行管理、分析、处理，及对缺陷进行自动检测和人工校核，能够完成桥梁各种缺陷的检测。
[0004]但是，现阶段无人机巡检桥梁主要依靠工作人员遥控无人机，对工作人员的操作能力要求高；而且，桥梁的巡检面积大，需要操作人员长时间操作，工作量大。
[0005]为此，需要一种能够提高巡检效率，降低工作人员工作量的用于桥梁的无人机巡检系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种用于桥梁的无人机巡检系统，能够提高巡检效率，降低工作人员的工作量。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0008]一种用于桥梁的无人机巡检系统，包括地面站和无人机，无人机至少为两个；
[0009]地面站用于根据预设的桥梁三维模型生成第一巡检航线，并发送至无人机一；
[0010]无人机一用于根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检，采集图像数据，发送至地面站；
[0011]地面站还用于根据图像数据更新预设的桥梁三维模型；以及根据更新后的桥梁三维模型生成第二巡检航线，基于无人机数量对第二巡检航线划分巡检段，并将对应的巡检段发送至无人机一和无人机二；
[0012]无人机一和无人机二还用于根据巡检段对桥墩进行环绕巡检。
[0013]基础方案原理及有益效果如下：
[0014]本方案中，可以通过多台无人机进行巡检工作，首先地面站生成第一巡检航线，由无人机一根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检，提供桥梁最新的图像数据，例如周围的植被覆盖情况，周围的人造物情况等，用于判断是否对无人机的飞行造成影响，根据这些情
况更新预设的桥梁三维模型，可以在生成第二巡检航线时，避免植被、人造物等对无人机造成阻挡。根据无人机的数量，划分巡检段，由多个无人机根据巡检段对桥墩进行环绕巡检，相比于单个无人机巡检，花费的时间更少。
[0015]综上，本方案通过地面站自动规划巡检航线，降低工作人员工作量，采用多个无人机进行巡检，能够有效提高巡检效率。
[0016]进一步，所述第一巡检航线至少包括一次整体环绕飞行，整体环绕飞行时，在桥梁的一侧，沿桥梁的长度方向，从第一个桥墩飞行至最后一个桥墩，再飞行至桥梁的另一侧，沿桥梁的长度方向，从最后一个桥墩飞行至第一个桥墩；其中，还在相邻桥墩的中点处，悬停预设时间。
[0017]通过沿桥梁的长度方向，对每一个桥墩的两侧进行巡检，采集图像数据，便于了解每一个桥墩及桥墩周边的整体情况。
[0018]进一步，所述第二巡检航线包括对每一桥墩单独环绕飞行的轨迹，对桥墩单独环绕飞行时，在桥墩的底部，沿桥墩的周向完成第一次环绕，然后沿桥墩的径向上升预设高度，完成第二次环绕，如此循环，直到到达桥墩的顶部；
[0019]其中，不同的巡检段，单独环绕飞行的桥墩不同。
[0020]能够采集到每一桥墩的细节图像，便于后续的分析。
[0021]进一步，所述无人机一根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检时，还采集飞行数据发送至地面站；地面站还用于根据飞行数据计算环境风速；
[0022]地面站还用于判断环境风速是否处于预设的风速区间内，若处于预设的风速区间内，根据当前的风速确定环绕桥墩飞行的半径和径向上升的预设高度。
[0023]当桥梁建在峡谷等地区时，容易出现峡谷风，对无人机的飞行造成影响，结合无人机一在相邻桥墩的中点处悬停，然后根据飞行数据可以计算当前的环境风速，再根据环境风速规划环绕桥墩飞行的半径和径向上升的预设高度，以保障无人机的飞行安全。
[0024]进一步，所述根据当前的风速确定环绕桥墩飞行的半径和径向上升的预设高度时，当前的风速越大，环绕桥墩飞行的半径越小，径向上升时，使无人机处于桥墩的被风一侧。
[0025]在风速较大时，减少环绕半径，可以降低无人机在两个桥墩之间暴露的时间，遇到突然的大风也能尽快飞到桥墩被风一侧避风。
[0026]进一步，所述地面站还用于在第二巡检航线飞行时，根据无人机一和无人机二回传的飞行数据计算环境风速和风向，判断环境风速是否大于预设的风速区间，若大于，生成避险航线，并发送至无人机一和无人机二；
[0027]其中，避险航线为飞行至当前桥墩的被风一侧。
[0028]能够保证无人机的飞行安全。
[0029]进一步，所述地面站还用于在环境风速大于预设的风速区间时，比较无人机一和无人机二的环境风速的大小，选择环境风速大的无人机生成接管提醒。
[0030]通过生成接管提醒，便于工作人员后续接管无人机，控制无人机安全降落。
[0031]进一步，所述地面站包括网络通信模块、存储模块，图像处理模块和航线规划模块；
[0032]存储模块内存储有预设的桥梁三维模型；
[0033]网络通信模块用于与无人机建立连接，接收图像数据和飞行数据；
[0034]图像处理模块用于根据图像数据更新的桥梁三维模型，
[0035]航线规划模块用于计算环境风速；以及根据更新后的桥梁三维模型生成第二巡检航线，基于无人机数量对第二巡检航线划分巡检段。
[0036]进一步，所述无人机包括无人机本体，以及搭载在无人机本体上的数据采集模块、飞行控制模块、拍摄模块和通信模块；
[0037]数据采集模块用于采集飞行数据；
[0038]通信模块用于与地面站建立连接，接收第一巡检航线以及巡检段；
[0039]分析控制模块用于根据飞行数据控制无人机沿第一巡检航线或巡检段飞行；
[0040]拍摄模块用于在飞行中采集图像数据。
附图说明
[0041]图1为实施例二一种用于桥梁的无人机巡检系统的逻辑框图。
具体实施方式
[0042]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0043]实施例一
[0044]本实施例的一种用于桥梁的无人机巡检系统，包括地面站和无人机，其中无人机至少为两个。本实施例中，无人机为两个，记为无人机一和无人机二。
[0045]地面站用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于桥梁的无人机巡检系统，包括地面站和无人机，其特征在于，无人机至少为两个；地面站用于根据预设的桥梁三维模型生成第一巡检航线，并发送至无人机一；无人机一用于根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检，采集图像数据，发送至地面站；地面站还用于根据图像数据更新预设的桥梁三维模型；以及根据更新后的桥梁三维模型生成第二巡检航线，基于无人机数量对第二巡检航线划分巡检段，并将对应的巡检段发送至无人机一和无人机二；无人机一和无人机二还用于根据巡检段对桥墩进行环绕巡检。2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：所述第一巡检航线至少包括一次整体环绕飞行，整体环绕飞行时，在桥梁的一侧，沿桥梁的长度方向，从第一个桥墩飞行至最后一个桥墩，再飞行至桥梁的另一侧，沿桥梁的长度方向，从最后一个桥墩飞行至第一个桥墩；其中，还在相邻桥墩的中点处，悬停预设时间。3.根据权利要求2所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：所述第二巡检航线包括对每一桥墩单独环绕飞行的轨迹，对桥墩单独环绕飞行时，在桥墩的底部，沿桥墩的周向完成第一次环绕，然后沿桥墩的径向上升预设高度，完成第二次环绕，如此循环，直到到达桥墩的顶部；其中，不同的巡检段，单独环绕飞行的桥墩不同。4.根据权利要求3所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：所述无人机一根据第一巡检航线对桥墩进行初步巡检时，还采集飞行数据发送至地面站；地面站还用于根据飞行数据计算环境风速；地面站还用于判断环境风速是否处于预设的风速区间内，若处于预设的风速区间内，根据当前的风速确定环绕桥墩飞行的半径和径向上升的预设高度。5.根据权利要求4所述的一种用于桥梁的无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：任历文，李建国，黄圣杰，邓浩宇，苟永兴，张林，张帆，
申请(专利权)人：中铁八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：