[发明专利]桥梁结构检测数据收集方法和无人机系统

说明书

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体而言，涉及一种桥梁结构检测数据收集方法和无人机系统。桥梁结构检测数据收集方法包括：根据桥梁结构检测的要求规划数据接收点和图像采集点，控制无人机按规划的飞行路径飞行；在无人机飞行至其中一个图像采集点的情况下，获取图像采集点的图像数据；在无人机飞行至其中一个数据接收点的情况下，控制无人机悬停，控制数据采集器与数据接收点的传感器建立无线连接，以使数据采集器接收来自传感器的数据流；数据传输完毕的情况下，控制数据采集器与传感器断开无线连接；桥梁结构检测数据收集方法扩展了无人机所能采集的用于桥梁检测的数据类别；有助于提升桥梁结构健康状态评估的准确性。

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体而言，涉及一种桥梁结构检测数据收集方法和无人机系统。

背景技术

桥梁结构作为一种大型的土木工程结构，因荷载作用、疲劳锈蚀、材料老化、缺乏及时维修及交通量过大等原因，在使用期内不可避免产生损伤，影响使用寿命，甚至导致突发的灾难。桥梁结构检测/监测旨在通过定期/持续测量桥梁结构的运营状态数据，据此提取表征结构性能的指标，实现病害诊断和安全评估，以便及时采取措施达到防止桥梁坍塌或局部破坏，以及保障和延长桥梁使用寿命的目的。一般来讲，桥梁结构检测/监测需要收集的数据主要包括能够反应桥梁表面裂缝、混凝土剥落和部件损坏情况等损伤的桥梁结构外观数据和能够反应桥梁结构力学性能的数据，如静动态应力应变、静动态变形和位移、振动加速度和速度等。

桥梁的外观检测主要依赖于桥梁检测工程师通过肉眼观察桥梁结构表面来进行判断。对于某些难以到达的部位(如桥的两侧和桥底等)，需要借助桥梁检测车、吊车、梯子或绳索等将桥梁检测员送到相应的位置进行检查。这样的桥梁检查方式不仅效率低、难度大、危险系数高，而且在桥梁检测期间需要封闭道路，影响交通的正常运行。

近年来随着无人机技术的日益成熟，搭载摄像头的无人机凭借其效率高、成本低和安全性高等优点逐渐被应用到桥梁的日常检测中来。然而，目前无人机桥梁检测在数据采集过程中仍需要较多的人工参与和控制，很难保证数据的质量和效率。

桥梁结构力学性能的检测则通过在桥梁的关键部位布设相应的传感器，分析桥梁结构在静动荷载作用下的响应来评估桥梁的力学性能。然而，受限于桥梁现场的供电情况及无线传输技术，很难长期收集并传输高频率高质量的检测数据。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种桥梁结构检测数据收集方法和无人机系统，其不仅能够用于收集桥梁外观检测的结构表面损伤数据，而且可以收集用于桥梁内部力学性能损伤检测的结构力学性能数据，扩展了无人机所能采集的用于桥梁检测的数据类别；而且能够节省无人机桥梁检测的人力成本和数据采集时间，提升无人机采集到的桥梁外观数据的质量，从而能够用于桥梁结构表面损伤(如裂纹、混凝土掉块、露筋等)的识别、定位及测量，有助于提升桥梁结构健康状态评估的准确性。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种桥梁结构检测数据收集方法，桥梁结构检测数据收集方法包括：

根据桥梁结构检测的要求规划数据接收点和图像采集点，以及规划经过所有的数据接收点和所有的图像采集点的飞行路径，并创建无人机飞行任务；

控制无人机按规划的飞行路径飞行；

在无人机飞行至其中一个图像采集点的情况下，获取图像采集点的图像数据；

在无人机飞行至其中一个数据接收点的情况下，控制无人机悬停；

控制数据采集器与数据接收点的传感器建立无线连接，以使数据采集器接收来自传感器的数据流；且在数据传输完毕的情况下，控制数据采集器与传感器断开无线连接；

直至无人机按飞行路径完成飞行。