本實(shí)用新型涉及一種以無(wú)人機(jī)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集的飛機(jī)機(jī)身檢查系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在飛機(jī)的維修和航線維護(hù)中，都需要對(duì)飛機(jī)機(jī)身進(jìn)行全面檢查，以提高維護(hù)作業(yè)的準(zhǔn)確性和可靠性，保障飛機(jī)飛行任務(wù)的安全性。一直以來(lái)，對(duì)飛機(jī)機(jī)身的檢查方式主要是傳統(tǒng)的人工目視檢查。然而，由于飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)龐大，人工在對(duì)機(jī)身進(jìn)行目視檢查時(shí)，通常需要借助其它機(jī)械輔助設(shè)備，在機(jī)身上進(jìn)行爬山、爬下的動(dòng)作，不僅整個(gè)檢查過(guò)程存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢查效率低、檢查周期長(zhǎng)、檢查成本高等問(wèn)題，而且更甚的是，此檢查方式存在較高的漏檢率，進(jìn)而會(huì)對(duì)檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性造成直接影響。此外，隨著近年來(lái)民航工業(yè)的快速發(fā)展，飛機(jī)數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)時(shí)間的管控要求越來(lái)越高，這就需要有效、可靠地提高飛機(jī)機(jī)身的檢查效率和檢查質(zhì)量，大幅縮短檢查周期。顯然，實(shí)現(xiàn)此檢查目標(biāo)，單純的依靠傳統(tǒng)的人工目視檢查是不可能實(shí)現(xiàn)的，亟需依靠現(xiàn)有科技手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

基于現(xiàn)有飛機(jī)機(jī)身檢查措施所存在的上述問(wèn)題，近年來(lái)，行業(yè)內(nèi)在研究并開(kāi)發(fā)出了用于飛機(jī)機(jī)身檢查的機(jī)器人，該機(jī)器人現(xiàn)目前的主要成型手段是：機(jī)器人通過(guò)吸盤(pán)在飛機(jī)機(jī)身上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在機(jī)器人身上加載能夠獲取飛機(jī)機(jī)身外部圖像數(shù)據(jù)的成像設(shè)備，并在機(jī)器人身上加載可與地面站進(jìn)行交互通信的通訊單元，由通訊單元將成像設(shè)備所獲得的飛機(jī)機(jī)身外部的圖像數(shù)據(jù)傳輸給地面站，以此使地面站對(duì)停機(jī)狀態(tài)的飛機(jī)機(jī)身外部形態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。此檢查手段相較傳統(tǒng)的人工目視檢查而言，檢查效率、檢查周期和檢查成本得到了有效改善。然而，該檢查手段在飛機(jī)機(jī)身上的運(yùn)動(dòng)依然較慢（僅比人工快），不利于檢查效率的提高、周期的縮短、成本的降低，而且，這種運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定了其只能對(duì)飛機(jī)機(jī)身的特定部位進(jìn)行檢查，無(wú)法對(duì)飛機(jī)機(jī)身進(jìn)行全方位的完整檢查，也就是說(shuō)，它存在檢查死角，漏檢率偏高，準(zhǔn)確性和可靠性差，不夠?qū)嵱?。由此可?jiàn)，目前處于研發(fā)的飛機(jī)機(jī)身檢查用機(jī)器人，離行業(yè)內(nèi)的期望值仍有差距。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢查結(jié)果全面、準(zhǔn)確、可靠，且檢查效率高、檢查周期短、檢查成本低的飛機(jī)機(jī)身檢查系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種飛機(jī)機(jī)身檢查系統(tǒng)，包括無(wú)人機(jī)和地面站，所述地面站具有無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)，所述無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)相互通信、由無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)控制無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，所述無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)控制無(wú)人機(jī)圍繞停機(jī)狀態(tài)的飛機(jī)機(jī)身飛行，所述無(wú)人機(jī)的機(jī)體部上搭載有機(jī)載部，所述機(jī)載部主要由三維掃描儀和機(jī)載通訊單元組成，所述地面站具有基于計(jì)算機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)主要由實(shí)時(shí)監(jiān)控單元和地面通訊單元組成，該地面通訊單元與機(jī)載通訊單元相互通信，機(jī)載通訊單元將三維掃描儀所采集的飛機(jī)機(jī)身的圖像數(shù)據(jù)傳輸給地面通訊單元。

進(jìn)一步的，所述機(jī)載部具有攝像機(jī)，機(jī)載部的機(jī)載通訊單元將攝像機(jī)所采集的飛機(jī)機(jī)身的圖像數(shù)據(jù)傳輸給地面通訊單元。

作為優(yōu)選方案，所述機(jī)載部還具有微處理器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，所述微處理器用于采集成像設(shè)備所采集的飛機(jī)機(jī)身的圖像數(shù)據(jù)、并將圖像數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，所述微處理器通過(guò)機(jī)載通訊單元與地面站通信。

所述三維掃描儀通過(guò)電動(dòng)云臺(tái)安裝在無(wú)人機(jī)的機(jī)體部上。

所述三維掃描儀為ASUS Xtion或Primesense三維傳感器。

所述攝像機(jī)通過(guò)電動(dòng)云臺(tái)安裝在無(wú)人機(jī)的機(jī)體部上。

所述數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)具有中央處理器和數(shù)據(jù)處理單元。

本實(shí)用新型的有益效果是：上述檢查系統(tǒng)以無(wú)人機(jī)結(jié)合光學(xué)實(shí)時(shí)三維掃描技術(shù)來(lái)對(duì)飛機(jī)機(jī)身的外部形態(tài)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確、可靠的檢查，檢查全面、完整、無(wú)死角，能夠?yàn)轱w機(jī)機(jī)身的維護(hù)作業(yè)提供準(zhǔn)確、可靠地依據(jù)；毫無(wú)疑問(wèn)，本實(shí)用新型在滿足前述特點(diǎn)的前提下，具有檢查作業(yè)輕松容易、檢查效率大幅提高、檢查周期大幅縮短、檢查成本大幅降低的特點(diǎn)，完全滿足行業(yè)內(nèi)的技術(shù)期許，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖中代號(hào)含義：1—無(wú)人機(jī)；11—機(jī)體部；111—飛控單元；112—遙控接收端；12—機(jī)載部；121—微處理器；122—三維掃描儀；123—第一電動(dòng)云臺(tái)；124—攝像機(jī)；125—第二電動(dòng)云臺(tái)；126—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；127—機(jī)載通訊單元；2—地面站；21—無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)；211—路徑規(guī)劃單元；212—遙控發(fā)射端；22—數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)；221—中央處理器；222—實(shí)時(shí)監(jiān)控單元；223—數(shù)據(jù)處理單元；224—地面通訊單元。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)用新型為飛機(jī)機(jī)身檢查用的檢查系統(tǒng)，它包括無(wú)人機(jī)1和地面站2。

其中，無(wú)人機(jī)1具有機(jī)體部11和機(jī)載部12。機(jī)體部1與常規(guī)無(wú)人機(jī)（可以是固定翼無(wú)人機(jī)，亦可以是旋翼無(wú)人機(jī)）無(wú)異，是保證無(wú)人機(jī)正常飛行的基本，其主要由主體（包括但不限于機(jī)架、腳架、云臺(tái)、成像系統(tǒng)）、動(dòng)力系統(tǒng)（包括但不限于電機(jī)、蓄電池、電力調(diào)速器）和飛控單元111（包括但不限于遙控接收端112、GPS系統(tǒng)、IMU系統(tǒng)、電子羅盤(pán)）等組成。機(jī)載部12搭載在無(wú)人機(jī)1的機(jī)體部11上，機(jī)載部12主要由微處理器121、三維掃描儀122、攝像機(jī)124、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元126和機(jī)載通訊單元127組成；微處理器121作為集成電路組成的中央處理器，其根據(jù)所接收到的地面站2的控制信號(hào)對(duì)三維掃描儀122和攝像機(jī)124的動(dòng)作進(jìn)行控制（主要是對(duì)安裝它們的電動(dòng)云臺(tái)-即第一電動(dòng)云臺(tái)123和第二電動(dòng)云臺(tái)125的動(dòng)作分別進(jìn)行控制），將三維掃描儀122和攝像機(jī)124所采集到的圖像數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元126進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)機(jī)載通訊單元127將三維掃描儀122和攝像機(jī)124所采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸給地面站2；三維掃描儀122為ASUS Xtion或Primesense三維傳感器，它可以掃描得到飛機(jī)機(jī)身3的表面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和圖像紋理數(shù)據(jù)（以下統(tǒng)稱(chēng)圖像數(shù)據(jù)），三維掃描儀122通過(guò)增設(shè)在無(wú)人機(jī)機(jī)體部11上的第一電動(dòng)云臺(tái)123安裝在無(wú)人機(jī)1的機(jī)體部11上，第一電動(dòng)云臺(tái)123能夠?qū)崿F(xiàn)水平向和垂直向的轉(zhuǎn)動(dòng)，具體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作由微處理器121控制；攝像機(jī)124為CCD工業(yè)攝像機(jī)，它能夠動(dòng)態(tài)記錄飛機(jī)機(jī)身3的影像（以下統(tǒng)稱(chēng)圖像數(shù)據(jù)），攝像機(jī)124通過(guò)增設(shè)在無(wú)人機(jī)機(jī)體部11上的第二電動(dòng)云臺(tái)125安裝在無(wú)人機(jī)1的機(jī)體部11上，第二電動(dòng)云臺(tái)125同樣能夠?qū)崿F(xiàn)水平向和垂直向的轉(zhuǎn)動(dòng)，具體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作由微處理器121控制；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元126作為存儲(chǔ)器（優(yōu)選大容量的閃存存儲(chǔ)器），用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)；機(jī)載通訊單元127為現(xiàn)有的無(wú)線通訊方式，例如為WIFI或COFDM編碼正交頻分復(fù)用無(wú)線通信裝置。

地面站2具有基于計(jì)算機(jī)運(yùn)行的無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)21和數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)22。其中，無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)21主要由人機(jī)控制系統(tǒng)（包括但不限于路徑規(guī)劃單元211、遙控發(fā)射端212）、視頻管理系統(tǒng)、監(jiān)視器等組成；無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)21通過(guò)遙控發(fā)射端212和無(wú)人機(jī)機(jī)體部11的遙控接收端112與無(wú)人機(jī)1進(jìn)行相互通信，當(dāng)然，也可以采用其它現(xiàn)有的通訊方式進(jìn)行相互通信，即由無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)21控制無(wú)人機(jī)1的飛行狀態(tài)-包括飛行軌跡，在本實(shí)用新型中，無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)21需要控制無(wú)人機(jī)1圍繞停機(jī)狀態(tài)的飛機(jī)機(jī)身3按設(shè)定路徑進(jìn)行飛行。數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)22主要由中央處理器221、實(shí)時(shí)監(jiān)控單元222、數(shù)據(jù)處理單元223和地面通訊單元224組成；中央處理器221作為超大規(guī)模的集成電路，用于通過(guò)地面通訊單元224接收無(wú)人機(jī)1的機(jī)載部12所傳輸來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，并將這些圖像數(shù)據(jù)傳輸給實(shí)時(shí)監(jiān)控單元222和數(shù)據(jù)處理單元223，即中央處理器221通過(guò)相互通信的地面通訊單元224和機(jī)載通訊單元127控制機(jī)載部12的微處理器121，以此達(dá)到對(duì)機(jī)載部12的三維掃描儀122和攝像機(jī)124的控制；實(shí)時(shí)監(jiān)控單元222作為監(jiān)控器，用于實(shí)時(shí)顯示機(jī)載部12傳輸來(lái)的飛機(jī)機(jī)身3的圖像數(shù)據(jù)，供監(jiān)控人員實(shí)時(shí)查看；數(shù)據(jù)處理單元223作為地面站2的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元（優(yōu)選大容量的閃存存儲(chǔ)器），用于將接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，若為了進(jìn)一步智能化，可以考慮使數(shù)據(jù)處理單元223實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的甄選等（非本實(shí)用新型貢獻(xiàn)于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)點(diǎn)）；地面通訊單元224用于與機(jī)載部12的機(jī)載通訊單元127進(jìn)行相互通信，地面通訊單元224為現(xiàn)有的無(wú)線通訊方式，例如為WIFI或COFDM編碼正交頻分復(fù)用無(wú)線通信裝置。

由本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理可以清楚的看出，本實(shí)用新型基于現(xiàn)有成熟的無(wú)人機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其通過(guò)無(wú)人機(jī)管理平臺(tái)控制無(wú)人機(jī)圍繞飛機(jī)機(jī)身按設(shè)定路徑飛行，在飛行的過(guò)程中，利用無(wú)人機(jī)機(jī)載的三維掃描儀和攝像機(jī)對(duì)飛機(jī)機(jī)身外部形態(tài)的三維數(shù)據(jù)與圖片進(jìn)行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)信息在機(jī)載部進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，同時(shí)，通過(guò)無(wú)線通訊單元傳輸至地面站的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過(guò)監(jiān)控器進(jìn)行實(shí)時(shí)的畫(huà)面顯示，即機(jī)載部將采集到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通訊單元傳輸至地面站的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，交由地面站的監(jiān)控人員進(jìn)行分析處理；當(dāng)然，在整個(gè)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，地面站的監(jiān)控人員可以根據(jù)需要及時(shí)修改無(wú)人機(jī)的飛行路徑，進(jìn)行飛機(jī)機(jī)身部分部位形態(tài)數(shù)據(jù)確認(rèn)等操作。

需要特別說(shuō)明的是，本實(shí)用新型貢獻(xiàn)于現(xiàn)有技術(shù)的是此種基于無(wú)人機(jī)對(duì)飛機(jī)機(jī)身外部形態(tài)圖像數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，各零件、設(shè)備均為現(xiàn)有成熟技術(shù)。本實(shí)用新型貢獻(xiàn)于現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)不在于各零件、設(shè)備的功能開(kāi)發(fā)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：機(jī)載部的成像設(shè)備僅為三維掃描儀，即去除攝像機(jī)；當(dāng)然，為了記錄飛機(jī)機(jī)身的動(dòng)態(tài)影像，可以考慮將無(wú)人機(jī)的攝像機(jī)轉(zhuǎn)化利用。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：去除機(jī)載部的微處理器，這就需要三維掃描儀和攝像機(jī)分別通過(guò)機(jī)載通訊單元直接與地面站進(jìn)行相互通信，即地面站的中央處理器取代機(jī)載部的微處理器。

以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型，而非對(duì)其限制；盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本實(shí)用新型依然可以對(duì)上述各實(shí)施例進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。