一种用于桥梁的无人机巡检系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115421503A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202211170036.5(22)申请日2022.09.22(71)申请人中铁八局集团第一工程有限公司地址400053重庆市九龙坡区黄桷坪铁路三村3号申请人中铁八局集团有限公司(72)发明人任历文李建国黄圣杰邓浩宇苟永兴张林张帆(74)专利代理机构重庆仟佰度专利代理事务所(普通合伙)50295专利代理师廖龙春(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)G05D1/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种用于桥梁的无人机巡检系统(57)摘要本发明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。采用本发明的技术方案能够提高巡检效率，降低工作人员的工作量。CN115421503ACN115421503A权利要求书1/2页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机巡检系统，其特征在于：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。6.根据权利要求5所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：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；其中，避险航线为飞行至当前桥墩的被风一侧。7.根据权利要求6所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：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。8.根据权利要求7所述的一种用于桥梁的无人机巡检系统，其特征在于：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；存储模块内存储有预设的桥梁三维模型；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；图像处理模块用于根据图像数据更新的桥梁三维模型，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2CN115421503A权利要求书2/2页线，基于无人机数量对第二巡检航线划分巡检段。9.根据权利要求8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；数据采集模块用于采集飞行数据；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；分析控制模块用于根据