[发明专利]一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统

说明书

本发明提供一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统。其中，方法包括：获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离；根据至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离，获取被检测结构表面与至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；根据角度和被检测结构表面的图像数据，获取被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。装置包括：距离获取模块、角度获取模块和尺寸测量模块。本发明提供的一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统，能获得定量的被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息的检测结果。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，更具体地，涉及一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统。

背景技术

在结构工程中，无损检测因检测过程中不损害或破坏被测结构而改变力学特性，在工程界越来越受到青睐并得到广泛应用。

无人机作为一种新兴工具，在军事、农业和工程等领域取得了一定的应用，而目前商业无人机的应用主要以远程摄像为主，故一般用于结构无损检测的表观检测，如结构物整体技术状况、混凝土结构裂缝、钢桁架节点处的螺栓缺失等。现有无人机可以实现定点悬停、线路规划、等距飞行、自动避障、数据传输及简单处理，甚至可以对预定目标进行识别。

商用无人机主要包括飞行控制部分、飞行平台、数据采集和传输平台及电池等部分。对于无人机的理论成果较为丰富。现有用于远程桥梁检测的无人机，将桥梁检测系统、红外摄像仪、超声波探伤仪、混凝土回弹仪和远程控制器模块一起放入无人机内，使无人机在被测物体上方也能进行检测。然而，现有商用无人机，特别是固定翼无人机，主要受无人机的相对较小续航能力、结构物的尺度或复杂程度、被测结构可检测的指标少等影响，不能直接进行桥梁工程检测。现有无人机的续航能力仅维持在不超过30分钟的水平，对于桥梁结构，世界上最长的悬索桥为主跨为1991m的日本明石海峡大桥，其次为主跨为1688m的国内虎门二桥，世界上主塔最高为343m的米约高架桥，微型无人机将无法满足检测可行性和经济性要求，特别是搭载了桥梁检测相关传感器模块之后的续航能力更为有限，造成检测进程的缓慢，无法体现出无人机应用于桥梁检测的优越性。为解决无人机的充电问题，现有无人机系统包括无人机及图像采集系统、车辆及控制系统和图形数据分析系统，采用车载系统方便无人机临时停靠及充电。

另外桥梁结构或构件复杂，甚至下部结构受外界地形的影响较大，无人机易碰撞障碍物；当主梁为钢箱截面或封闭混凝土截面造成无人机传输所需要的通信信号中断；当主梁为含有多加劲肋的主桁构件组成的截面或空间曲面结构时，使得无人机航迹规划特别困难；桥梁结构或建筑物支座部位位于无人机避障的非到达区域；现有无人机即使能检测结构物几何特征信息，如表面裂缝、节点螺栓断裂和构件的屈曲形态的情况，但不能对表面裂缝、节点螺栓断裂和构件的屈曲形态的物理特性进行定量测量。

发明内容

为克服现有技术存在的难以定量测量结构物或结构表面的几何特征信息的不足，本发明提供一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统。

根据本发明的第一方面，提供一种结构检测方法，包括：

S1、获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离；

S2、根据所述至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离，获取所述被检测结构表面与所述至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；

S3、根据所述角度和被检测结构表面的图像数据，获取所述被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。

根据本发明的第二方面，提供一种结构检测装置，包括：

距离获取模块，用于获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离；