一种桥梁巡检无人机、飞行方法、图像采集方法及装置与流程

本申请属于飞行器设计，具体涉及一种桥梁巡检无人机、飞行方法、图像采集方法及装置。

背景技术：

1、随着无人机、摄影测量等技术发展，桥梁巡检方法也逐步智能化。无人机越来越多的被应用在桥梁巡检与养护作业中。现有无人机桥梁巡检系统多以四旋翼或六旋翼为飞行平台，搭载激光雷达或高清相机等载荷对目标桥梁进行巡检作业。

2、然而，根据桥梁巡检的实际业务需求，无人机巡检精度还需进一步提高，以实现对毫米级尺度裂纹进行检测，一方面，无人机平台需更贴近桥梁进行图像采集，无人机平台的抗壁面气动干扰能力需进一步提高，无人机平台与侧壁面的距离需要更精准的控制；另一方面，由于对采集图像的分辨率提出了更高要求，同一座桥梁的巡检作业时间将大幅度增加，无人机平台的单次飞行时间也需进一步提高，以减少中途更换电池的次数，提高巡检效率。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本申请提出一种桥梁巡检无人机、飞行方法、图像采集方法及装置。

2、第一方面，本申请提出一种桥梁巡检无人机，所述桥梁巡检无人机为双旋翼无人机；

3、在双旋翼无人机的机身的前侧旋翼安装第一测距传感器，在双旋翼无人机的机身的后侧旋翼安装第二测距传感器，所述第一测距传感器以及第二测距传感器用于测量双旋翼无人机与桥梁侧壁之间的距离；

4、在双旋翼无人机中设置计算控制模块，用于根据双旋翼无人机与桥梁侧壁之间的距离计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角，在机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角为零度的情况下，发送拍摄指令给航拍相机；

5、在双旋翼无人机的重心位置安装航拍相机，所述航拍相机用于在接收到拍摄指令的情况下，对桥梁侧壁进行拍摄，得到桥梁侧壁的图像。

6、所述航拍相机至少包括第一航拍相机及第二航拍相机，所述第一航拍相机与第二航拍相机处于同一高度，并且第一航拍相机与第二航拍相机呈第一角度排列。

7、所述第一角度范围为：[15°,45°]。

8、第二方面，本申请提出一种飞行方法，采用第一方面所述的桥梁巡检无人机实现，包括：

9、在桥梁巡检过程中，桥梁巡检无人机进行飞行时，实时获取第一测距传感器采集得到的第一距离数据，实时获取第二测距传感器采集得到的第二距离数据；

10、基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角；

11、控制桥梁巡检无人机在机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角小于设定阈值的飞行状态下飞行，以保证无人机沿着桥梁侧壁飞行。

12、第三方面，本申请提出一种图像采集方法，采用第一方面所述的桥梁巡检无人机实现，包括：

13、获取第一测距传感器采集得到的第一距离数据；

14、获取第二测距传感器采集得到的第二距离数据；

15、基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角；

16、在机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角为零度的情况下，采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的图像。

17、所述基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角，计算式如下：

18、

19、其中，θ为机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角，l1为第一距离数据，l2为第二距离数据，a为第一测距传感器与第二测距传感器之间的距离。

20、所述航拍相机至少包括第一航拍相机及第二航拍相机，第一航拍相机采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的第一图像，第二航拍相机采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的第二图像，将第一图像与第二图像进行拼接，拼接后的图像作为最终的桥梁侧壁图像。

21、第四方面，本申请提出一种图像采集装置，包括：

22、第一采集模块，用于获取第一测距传感器采集得到的第一距离数据；

23、第二采集模块，用于获取第二测距传感器采集得到的第二距离数据；

24、夹角计算模块，用于基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角；

25、图像采集模块，用于在机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角为零度的情况下，采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的图像。

26、第五方面，本申请提出一种电子设备，包括：一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行所述的图像采集方法。

27、第六方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得处理器执行所述的图像采集方法。

28、有益效果：

29、本申请提出一种桥梁巡检无人机、飞行方法、图像采集方法及装置，在没有云台的情况下始终保持航拍相机的镜头垂直指向桥梁侧壁面，从而实现侧壁面的正射影像采集，且算法简单易实现。并且能够在一次飞过桥梁侧壁面时，完成桥梁侧壁面完整图像的采集工作，无需无人机多次往复飞行，提高了图像采集效率。

技术特征：

1.一种桥梁巡检无人机，其特征在于，所述桥梁巡检无人机为双旋翼无人机；

2.根据权利要求1所述的桥梁巡检无人机，其特征在于，所述航拍相机至少包括第一航拍相机及第二航拍相机，所述第一航拍相机与第二航拍相机处于同一高度，并且第一航拍相机与第二航拍相机呈第一角度排列。

3.根据权利要求1所述的桥梁巡检无人机，其特征在于，所述第一角度范围为：[15°,45°]。

4.一种飞行方法，采用权利要求1所述的桥梁巡检无人机实现，其特征在于，包括：

5.一种图像采集方法，采用权利要求1所述的桥梁巡检无人机实现，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的图像采集方法，其特征在于，所述基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角，计算式如下：

7.根据权利要求5所述的图像采集方法，其特征在于，所述航拍相机至少包括第一航拍相机及第二航拍相机，第一航拍相机采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的第一图像，第二航拍相机采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的第二图像，将第一图像与第二图像进行拼接，拼接后的图像作为最终的桥梁侧壁图像。

8.一种图像采集装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行权利要求5～7任一项权利要求所述的图像采集方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得处理器执行权利要求5～7任一项权利要求所述的图像采集方法。

技术总结本申请提出一种桥梁巡检无人机、飞行方法、图像采集方法及装置属于飞行器设计技术领域，在双旋翼无人机的机身的前侧旋翼和后侧旋翼分别安装第一测距传感器和第二测距传感器，同时获取第一测距传感器采集得到的第一距离数据以及第二测距传感器采集得到的第二距离数据；基于所述第一距离数据以及第二距离数据，计算得到桥梁巡检无人机的机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角；在机身轴线与桥梁侧壁之间的夹角为零度的情况下，采集航拍相机对桥梁侧壁拍摄的图像。本申请提高了桥梁巡检无人机进行铁路桥梁巡检的效率以及图像采集精度。技术研发人员：张斌,孟宪洪,王一博,谢晋东,曹先彬受保护的技术使用者：国能朔黄铁路发展有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5