CN106873625A - 桥梁检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桥梁检测***，包括：飞行器，具有飞行控制装置、通讯装置、遥控装置，飞行器底部悬挂有电动云台，云台上固定有取景装置；地面控制装置，具有数据处理终端、信息接收终端和地面遥控终端；其中，地面遥控终端通过电台与遥控装置建立连接，进而实现远程控制飞行器；飞行控制装置包括垂直陀螺仪、GPS天线和微处理器，飞行控制装置的数据通过通讯装置传输至信息接收终端，由信息终端进行处理并显示在地面控制装置的显示屏上；取景装置用于采集桥梁整体和/或局部的图像数据，并将采集到的图像数据传输到数据处理终端、信息接收终端。本发明能够定点悬停观测，实时传输画面，且能自控飞行，与常规检测相比，具有较多优势。
Description
技术领域
本发明涉及无人机测绘领域，尤其涉及一种桥梁检测***。
背景技术
随着航拍技术、遥感技术的不断发展，无人机应用更多地渗透到各行各业。无人飞行器可分许多类别，其中无人多旋翼飞行器因结构简单、价格相对低廉，可应用于公路桥梁检测、线路巡检等领域。
通过桥梁检测，我们可以确保桥梁的使用安全；及早发现桥梁病害及异常现象；为桥梁的维修养护提供科学依据，以适时采取合理的维修加固方法，延长桥梁的使用寿命、提高其承载能力，降低桥梁的维护费用，或拆除重建；考察桥梁是否能满足将来运输量的要求；为桥梁设计、规范修订和完善等提供依据。
传统方法的弊端：
管养部门通常定期对桥梁进行检查，多采用传统检测手段，依靠肉眼或者辅助工具(如桥检车、望远镜等)来检测桥梁主要构件是否出现裂缝、开裂破损、露筋锈蚀、支座脱空等病害。
对于特殊结构桥梁(如斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等)或者大跨高墩桥梁，在梁底板、塔柱、索缆、斜拉索、塔顶避雷针等可及范围以外，常规检测手段和方法存在局限性，可操作的难度非常大，存在检查盲区，其中局部盲区采取人工现场察看检查，但效率低、难度大、危险系数高。
发明内容
本发明提供了一种桥梁检测***，包括：
飞行器，具有飞行控制装置、通讯装置、遥控装置，所述飞行器底部悬挂有电动云台，所述云台上固定有取景装置；
地面控制装置，具有数据处理终端、信息接收终端和地面遥控终端；
其中，地面遥控终端通过电台与遥控装置建立连接，进而实现远程控制飞行器；
飞行控制装置包括垂直陀螺仪、GPS天线和微处理器，飞行控制装置的数据通过通讯装置传输至信息接收终端，由信息终端进行处理并显示在地面控制装置的显示屏上；
所述取景装置用于采集桥梁整体和/或局部的图像数据，并将采集到的图像数据传输到数据处理终端、信息接收终端。
上述的桥梁检测***，其中，所述飞行器为无人多旋翼飞行器。
上述的桥梁检测***，其中，所述云台为电动云台，并与所述遥控装置相连。
上述的桥梁检测***，其中，所述取景装置由相机和摄像头组成，相机用于多方位拍摄桥梁整体的图像数据，摄像头用于实时录制飞行器在飞行过程中的图像数据。
上述的桥梁检测***，其中，数据处理终端用于接受相机拍摄的桥梁整体的图像数据，并根据拍摄的桥梁整体的图像数据进行建模，生成桥梁三维模型。
上述的桥梁检测***，其中，所述飞行器具有存储器，用于存储相机的拍摄数据和摄像头的录制数据。
上述的桥梁检测***，其中，所述飞行器还具有数据导出装置，用于将存储器存储的取景装置的采集数据导出至数据处理终端。
上述的桥梁检测***，其中，数据处理终端还包括异常数据分析/处理装置，用于根据导入的取景装置的采集数据进行处理，以定位桥梁病害位置和具体尺寸。
上述的桥梁检测***，其中，所述飞行器为模块化结构，旋翼、云台、取景装置均为可拆解结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种桥梁检测***的简要示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种桥梁检测***，参照图1所示，包括：
飞行器，具有飞行控制装置、通讯装置、遥控装置，所述飞行器底部悬挂有电动云台，所述云台上固定有取景装置；
地面控制装置，具有数据处理终端、信息接收终端和地面遥控终端；
其中，地面遥控终端通过电台与遥控装置建立连接，进而实现远程控制飞行器；
飞行控制装置包括垂直陀螺仪、GPS天线和微处理器，飞行控制装置的数据通过通讯装置传输至信息接收终端，由信息终端进行处理并显示在地面控制装置的显示屏上；
所述取景装置用于采集桥梁整体和/或局部的图像数据，并将采集到的图像数据传输到数据处理终端、信息接收终端。
在本发明一可选的实施例中，所述飞行器为无人多旋翼飞行器。进一步的，飞行器可以采用模块化结构，旋翼、云台、相机均为可拆解结构。其中，云台为电动云台，并与所述遥控装置相连。
在本发明一可选的实施例中，所述取景装置由相机和摄像头组成，相机用于多方位拍摄桥梁整体的图像数据，摄像头用于实时录制飞行器在飞行过程中的图像数据。其中，显示屏上显示的数据为摄像头实时录制的桥梁视频。
在本发明一可选的实施例中，数据处理终端用于接受相机拍摄的桥梁整体的图像数据，并根据拍摄的桥梁整体的图像数据进行建模，生成桥梁三维模型。通过对桥梁构件多角度拍摄，根据图像生成三维立体图形，将三维图形导出后可形成高精度的桥梁三维模型，桥梁三维模型可作为公路桥梁档案保存，以便将来为维修工作提供技术参考。
在本发明一可选的实施例中，所述飞行器具有存储器，用于存储相机的拍摄数据和摄像头的录制数据。
在本发明一可选的实施例中，所述飞行器还具有数据导出装置，用于将存储器存储的取景装置的采集数据导出至数据处理终端。
在本发明一可选的实施例中，数据处理终端还包括异常数据分析/处理装置，用于根据导入的取景装置的采集数据进行处理，以定位桥梁病害位置和具体尺寸。
在本发明一可选的实施例中，所述飞行器为模块化结构，旋翼、云台、相机均为可拆解结构。
在使用无人机的检测过程中，具有如下注意事项：
1、无人机检测一般由2名专业技术人员分别控制机身运动、检测摄像2部分进行飞行和数据采集。起飞前，无人机需放置平稳，调试各***确保开机运行正常后，统一指令调度起飞。在飞行过程中，根据检测对象的差异控制不同的安全距离。桥墩和塔柱一般控制在5米左右，缆索和钢构件等地形复杂部位一般控制在10米左右，具体安全距离需结合现场情况确定。
2、无人机空间位置信息、摄录画面实时显示在地面站***的监控屏幕上，检测人员根据监控初步判断检测对象是否存在病害。若存在，检测人员根据病害程度，选择无人机悬停进行局部高清拍照或继续前进。无人机飞行控制、摄像***采用无线传输信号进行控制，检测***采集数据存储在无人机机身，有效避免长距离无线传输引起的数据衰减或干扰。
3、检测过程受日照方向、风速、天气状况等影响较大，一般应选择检测对象迎光面，采集图像数据较为清晰，避免出现逆光，提高数据采集成功率。一般选择在晴天无风环境下进行检测，尽量减少环境因素影响，降低检测过程的安全风险。
4、通过现场无人机数据采集后，将图像等数据下载，利用视频和图像处理软件，分析并确定发现病害的具***置和病害尺寸等，然后根据《公路技术状况评定标准》(JTG/TH21-2011)等相关规范，对检测对象的构件进行评定。
本发明采用无人机对桥梁进行检测，优势在于：
1、无人机能够定点悬停观测，实时传输画面，且能自控飞行，与常规检测相比，具有较多优势。
2、使用成本低.所用的技术均为比较成熟的技术，在各领域都已大规模应用，如GNSS导航技术、数码影像技术、无线电遥控等技术等，所有设备只需电池供电，没有额外费用，使用成本远低于搭架检测和桥梁检测车。
3、检测精度高。多轴飞行器可以搭载高分辨率摄像机对各种桥梁病害进行细致拍摄，能随时操控拍摄位置，可进行多次，反复检测。
4、使用灵活，适应范围广。外业只需一台笔记本电脑及一台遥控装置就可以对大型桥梁进行检测，且不需要专用起降场地，有利于桥梁检测的日常化进行。
5、维修保养方便。机体为模块化结构，便于运输，所搭载的的设备均为外设，可方便灵活进行升级或更换。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种桥梁检测***，其特征在于，包括：
飞行器，具有飞行控制装置、通讯装置、遥控装置，所述飞行器底部悬挂有电动云台，所述云台上固定有取景装置；
地面控制装置，具有数据处理终端、信息接收终端和地面遥控终端；
其中，地面遥控终端通过电台与遥控装置建立连接，进而实现远程控制飞行器；
飞行控制装置包括垂直陀螺仪、GPS天线和微处理器，飞行控制装置的数据通过通讯装置传输至信息接收终端，由信息终端进行处理并显示在地面控制装置的显示屏上；
所述取景装置用于采集桥梁整体和/或局部的图像数据，并将采集到的图像数据传输到数据处理终端、信息接收终端。
2.如权利要求1所述的桥梁检测***，其特征在于，所述飞行器为无人多旋翼飞行器。
3.如权利要求2所述的桥梁检测***，其特征在于，所述云台为电动云台，并与所述遥控装置相连。
4.如权利要求1所述的桥梁检测***，其特征在于，所述取景装置由相机和摄像头组成，相机用于多方位拍摄桥梁整体的图像数据，摄像头用于实时录制飞行器在飞行过程中的图像数据。
5.如权利要求4所述的桥梁检测***，其特征在于，数据处理终端用于接受相机拍摄的桥梁整体的图像数据，并根据拍摄的桥梁整体的图像数据进行建模，生成桥梁三维模型。
6.如权利要求4所述的桥梁检测***，其特征在于，所述飞行器具有存储器，用于存储相机的拍摄数据和摄像头的录制数据。
7.如权利要求6所述的桥梁检测***，其特征在于，所述飞行器还具有数据导出装置，用于将存储器存储的取景装置的采集数据导出至数据处理终端。
8.如权利要求7所述的桥梁检测***，其特征在于，数据处理终端还包括异常数据分析/处理装置，用于根据导入的取景装置的采集数据进行处理，以定位桥梁病害位置和具体尺寸。
9.如权利要求3所述的桥梁检测***，其特征在于，所述飞行器为模块化结构，旋翼、云台、取景装置均为可拆解结构。
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