[发明专利]一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统及方法，定位模块用于获取无人机的位置信息，惯性导航模块用于获取无人机的状态信息，雷达模块用于获取障碍物信息，信息融合模块与定位模块、惯性导航模块和雷达模块连接，用于融合接收到的信息，中控模块接收融合信息，生成避障和路径规划策略；裂缝信息获取模块用于获取裂缝信息并发送至边缘计算模块，边缘计算模块对裂缝信息进行处理、计算和分析，将分析结果通过数据传输模块发送至终端。通过边缘计算模块、裂缝信息获取模块，实现裂缝智能采集检测，实现裂缝的实时识别和裂缝宽度长度信息的定量分析和监测。

技术领域

本发明涉及桥梁裂缝巡检技术领域，更具体的说是涉及一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统及方法。

背景技术

目前，传统的人工检测桥梁裂缝时，一般借助桥梁检测支架，专用检测车等辅助设备，配合小型裂缝测宽仪、钢尺和相机等工具近距离人工观察和测量裂缝分布特征，包括长度、宽度等信息。然而，人工检测受环境、恶劣条件影响大，同时还有耗费高、危险性高、精确度低、效率低等缺点，已经不能满足日益发展的需要。为了更好更有效的桥梁巡检，提出设计一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统，该系统自动、便捷、定量、准确的优势，可使裂缝的检出与提取更加客观、可靠，可准确记录裂缝的形态和参数。

因此，减少高空作业并提高效率，实现桥梁结构裂缝的自动化巡检和病害的实时识别、监测是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统及方法，通过定位模块、惯性导航模块、雷达模块、信息融合模块、中控模块，生成无人机控制策略，实现无人机智能巡检，通过边缘计算模块、裂缝信息获取模块，实现裂缝智能采集检测，实现裂缝的实时识别和裂缝宽度长度信息的定量分析和监测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检系统，包括：无人机、定位模块、惯性导航模块、雷达模块、信息融合模块、中控模块、边缘计算模块、裂缝信息获取模块、数据传输模块和终端；

所述定位模块用于获取所述无人机的位置信息，所述惯性导航模块用于获取无人机的状态信息，所述雷达模块用于获取障碍物信息，所述信息融合模块与所述定位模块、所述惯性导航模块和所述雷达模块连接，用于融合接收到的信息，所述中控模块接收融合信息，生成避障和路径规划策略；

所述裂缝信息获取模块用于获取裂缝信息并发送至边缘计算模块，所述边缘计算模块对裂缝信息进行处理、计算和分析，将分析结果通过所述数据传输模块发送至所述终端。

优选的，所述定位模块包括实时差分定位模块和超带宽模块；所述雷达模块包括激光雷达和毫米波雷达；所述裂缝信息获取模块包括摄像模块和激光测距模块。

优选的，所述位置信息包括无人机的经度、纬度、高度、速度信息和三维坐标信息；所述状态信息包括无人机的加速度及姿态角。

一种基于多传感器融合的无人机桥梁裂缝巡检方法，包括以下步骤：

S1、建立桥梁三维模型，规划无人机巡检路线；

S2、获取无人机位置信息、状态信息和障碍物信息；

S3、对信息进行预处理、融合，生成控制策略；

S4、无人机依据控制策略采集裂缝信息，通过裂缝检测模型对裂缝信息进行处理，获得检测结果。

优选的，所述步骤S2具体包括：通过所述定位模块获取所述无人机的位置信息，通过所述惯性导航模块获取无人机的状态信息，通过所述雷达模块获取障碍物信息。

优选的，所述步骤S3具体包括：