[发明专利]一种桥梁检测智能避障机器人

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁检测领域，特别一种基于飞行器的桥梁检测机器人。

背景技术

当前的桥梁安全检测方法，除了搭脚手架外，主要是通过桥检车等工具，将检测人员送至需要检测的区域，查看桥梁状态。为了承载足够重量，并保证相关人员安全，桥检车通常需要安装大量的传感器，其设备庞大，使用程序复杂，特别在载人使用时受到很多限制。该车辆本身价格昂贵，一台需要几百万元，同时其维护和使用成本也非常高昂，另外，在使用的过程中，此外桥检车还受到光线，环境等严重的影响。

无人机的出现，给桥梁检测带来了新的工具，可以远距离、无人操作，更加灵活方便。

CN101914893公开了一种基于四轴飞行器的桥梁检测机器人，利用四轴飞行器作为基本设备载体，通过无线摄像控制、高精度测距仪实现桥梁检测位置的自动感知与巡线，并且能够将高精度拍照设备移动至桥梁待检测部位，从而实现无人控制下的自动桥梁损伤检测与识别。但是，该机器人仅仅是通过预先设定的飞行航线来进行飞行，无法对于小空间内的飞行路线和检测路径，同时根据桥梁检测需要进行规划，其检测内容也仅仅限于摄像机拍摄的高清图像或全景图像，同时受限于电池动力的影响，也无法进行长时间作业，或进行停靠；同时，由于多种传感器和控制单元以及调整装置，导致其成本过高，重量过大。

CN102390528公开了一种带吸附功能的机器人，虽然可以实现将飞行器吸附于固定物上，但该吸附适用于光滑表面，如：玻璃等，对于不平整或不规则表面无法保证其吸附，同时，该吸附仍然要耗费一定的动力，无法满足长时间的作业。

CN104947585公开的桥梁检测机器人智能避障控制系统，仅仅是通过测距传感器和报警装置来避开障碍，一方面在较复杂环境下容易出错，另外这种避障仅仅是根据距离传感器实现的避障，并不是真正意义上的智能避障，更不能根据检测需要来实现避障。

发明内容

本发明的目的旨在创造一种桥梁检测智能避障机器人，能够根据现场情况，实现三维建模，并根据桥梁检测需要，来实现飞行轨迹、检测路径的规划，实现真正的智能避障，同时，通过通讯模块将数据传输至地面大型服务器，实现高速处理，而并不要在机器人上设置昂贵的处理器；同时，由于其能够真正的实现智能避障，可以设置超声波探伤单元，对混凝土进行探伤检测；并设置临时停靠装置，实现真正的无动力停靠，并能利用停靠装置进行检测，实现长时间作业。

具体技术方案为：

一种桥梁检测智能避障机器人，包括飞行器，机载飞行控制单元和安装平台，所述安装平台通过三维姿态调整装置与所述飞行器主机体相连接；

所述安装平台上设置有摄像单元和超声波探伤单元；

所述飞行控制单元包括单片机、通讯模块、GPS自动导航模块以及激光测距避障模块和方向传感器，所述激光测距避障模块包括激光测距传感器；

所述摄像单元包括高精度全景摄像头，所述超声波探伤单元包括超声波传感器；

所述安装平台还包括临时停靠装置，可与桥梁底部预设停靠接收装置配合，将所述飞行器悬挂在桥梁底部；

还包括地面控制服务器，接受图像及传感器信息，通过比较来自于激光测距传感器和方向传感器的数据以及所述全景摄像头拍摄的图片来建立三维地图；并根据桥梁检测需要，设计飞行扫描路线，以及飞行次数，通过通讯模块将飞行数据发送给飞行器控制单元。

进一步地，所述桥梁检测需要包括：根据所述三维地图和桥梁结构受力确定的需要检测的桥梁部位，所述摄像头与所述需要检测的桥梁部位的距离和角度，所述传声波传感器与所述需要检测的桥梁部位的距离和角度。

进一步地，所述三维姿态调整装置为正交式三维运动平台。

进一步地，所述高精度全景摄像头还包括光学防抖单元。

进一步地，所述通讯模块包括蓝牙、WIFI和4G制式通讯单元。

进一步地，所述临时停靠装置包括位置感应器，所述停靠接收装置包括接收器，所述位置感应器用于搜寻所述接收器的位置。

进一步地，所述临时停靠装置包括电动滑轮，所述停靠接收装置包括预设在桥梁底部的导轨，所述滑轮可以固定在所述导轨上，并且能在导轨上滚动。

一种采用上述桥梁检测智能避障机器人进行桥梁检测的方法，包括如下步骤：

1)按照飞行指令，所述飞行器前往由GPS定位的桥梁位置；

2)所述临时停靠装置的位置感应器启动，搜寻所述接收器的位置，并通过所述临时停靠装置将所述飞行器悬挂在桥梁底部；