基于四旋翼无人机的岸桥起重机结构检测系统

摘要

本发明公开了一种基于四旋翼无人机的岸桥起重机结构检测系统，包括无人机分系统、任务吊舱分系统和地面指挥测控分系统；无人机分系统采用四旋翼无人机平台，包括四旋翼无人机及四旋翼无人机搭载的飞行控制计算机、飞行导航模块、避障模块以及动力驱动装置；任务吊舱分系统为搭载有可见光高清摄像头和信号收发器的云台；地面指挥测控分系统包括地面控制器与地面计算机。本发明结构简单，使用方便，不受时间与空间的限制。无人机可以对岸桥起重机机身进行近距离、多角度、全方位的高清拍摄，也可悬停于空中对某一点进行长时间拍摄，并将图像传送至地面计算机，及时准确的发现起重机存在的金属结构问题，解决安全隐患以保证起重机的安全运行工作。

主权项

一种基于四旋翼无人机的岸桥起重机结构检测系统，其特征在于包括无人机分系统、任务吊舱分系统和地面指挥测控分系统；无人机分系统采用四旋翼无人机平台，包括四旋翼无人机及四旋翼无人机搭载的飞行控制计算机、飞行导航模块、避障模块以及动力驱动装置；飞行控制计算机完成无人机的飞行任务控制，飞行控制计算机通过与飞行导航模块、避障模块以及动力驱动装置的信号处理单元相连控制飞行导航模块、避障模块以及动力驱动装置的正常工作运行；飞行导航模块包括信号处理单元、GPS导航仪与三轴速率陀螺仪，GPS导航仪通过卫星定位，将无人机所处三维空间的具体位置通过信号处理单元反馈回飞行控制计算机；三轴速率陀螺仪检测无人机的飞行参数与姿态通过信号处理单元反馈回飞行控制计算机；避障模块包括信号处理单元与超声波测距传感器，当飞行航线范围内遇到非预期性障碍物时，超声波测距传感器通过信号处理单元将距离信息传递给飞行控制计算机，飞行控制计算机做出应急飞行航线规划，控制四旋翼无人机进行即时避障；动力驱动装置包括无刷直流电机、舵机与伺服作动器，舵机控制对应旋翼的电机，对电机进行调速，实现无人机的飞行计划；伺服作动器根据飞行控制计算机发出的指令，对舵机下达指令，控制各个无刷直流电机的转动，从而控制各个旋翼的转速，实现对无人机的飞行控制；任务吊舱分系统为搭载有可见光高清摄像头和信号收发器的云台；检测时，无人机悬停于起重机机身待检测部位下方或侧方，地面计算机通过信号收发器控制步进电机调整云台的倾斜与俯仰姿态，使高清摄像头对准需检测部位；然后经摄像头的采集图像，通过信号收发器发至地面进行下一步处理；地面指挥测控分系统包括地面控制器与地面计算机；地面控制器通过港口每架岸桥起重机上布置GPS定位器的位置，生成港口各个岸桥起重机的空间运行位置与实时运行状态，以此对无人机的飞行航路与任务载荷工作进行规划，并对无人机进行起降操纵、飞行航路控制、任务载荷控制以及数据链控制；地面计算机显示并记录无人机的飞行状态参数、航迹，并接收任务吊舱系统采集的图像，进行下一步分析与处理。