基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法

申请号 CN202410015677.6 申请日 2024-01-04 公开(公告)号 CN117825388A 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 上海民航新时代机场设计研究院有限公司; 发明人 陈俊; 俞宏亮; 于文强; 许文恺; 胡少华; 魏晓宇; 江丹丹; 汪俊杰;
摘要 本 发明 提出基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,利用系留无人机(UAV)阵列系统对机场道面表面裂缝进行快速扫描、检测和验收。这项技术方法结合了高清成像设备、雷达探测、三维 图像处理 、 人工智能 和自动化处理等多种先进技术。
权利要求

1.基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,其特征在于,包括以下步骤:
采用GIS技术对机场场道道面进行空间分析和数据处理,根据机场场道道面的功能和使用情况,将机场场道道面分为不同的功能区域;
通过地面定位和引导,采用图像处理revit和计算机视觉,将道面分成不同的区或者格子,对于网格线进行赋值定位,获得每一个定点的坐标,从而将不同的功能区域进一步划分为不同的检测区域
将多架系留无人机以特定的阵列坐标方式进行组网,形成覆盖机场道面表面的飞行阵列,根据不同的检测区域确定每架系留无人机的飞行路径,多架系留无人机按照飞行阵列在飞行路径飞行,以悬停拍摄扫描坐标点为每张图片的中心点进行拍摄形成图像,多架系留无人机设置的传感器采集数据,从而实时识别、记录和分析道面表面的裂缝情况;
将图像和数据采用计算机视觉、图像处理和深度学习进行整合和处理,对图像进行分析、比对和识别,以便准确检测和定位机场道面表面的裂缝;
生成机场道面裂缝检测的报告,包括裂缝的位置、数量、尺寸、类型和严重程度。
2.如权利要求1所述的基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,其特征在于,功能区域包括跑道、滑行道以及停机坪。
3.如权利要求1所述的基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,其特征在于,所述不同的功能区域具有不同的使用频率、负荷情况和维护需求。

说明书全文

基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机场道面表面裂缝质量检测验收技术领域,具体涉及基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法。

背景技术

[0002] 随着航空业的快速发展,机场道面的裂缝质量检测成为了保障飞机安全起降的重要环节。传统的机场道面表面裂缝质量检测方法主要依赖人工巡检,效率低下,而且可能存在漏检、误检的情况。
[0003] 因此,急需一种高效、准确的机场道面质量检测验收方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的是:提高机场道面裂缝检测验收的效率和准确性。
[0005] 为了上述目的,本发明的技术方案是提供了基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,包括以下步骤:
[0006] 采用GIS技术对机场场道道面进行空间分析和数据处理,根据机场场道道面的功能和使用情况,将机场场道道面分为不同的功能区域;
[0007] 通过地面定位和引导,采用图像处理revit和计算机视觉,将道面分成不同的区或者格子,对于网格线进行赋值定位,获得每一个定点的坐标,从而将不同的功能区域进一步划分为不同的检测区域
[0008] 将多架系留无人机以特定的阵列坐标方式进行组网,形成覆盖机场道面表面的飞行阵列,根据不同的检测区域确定每架系留无人机的飞行路径,多架系留无人机按照飞行阵列在飞行路径飞行,以悬停拍摄扫描坐标点为每张图片的中心点进行拍摄形成图像,多架系留无人机设置的传感器采集数据,从而实时识别、记录和分析道面表面的裂缝情况;
[0009] 将图像和数据采用计算机视觉、图像处理和深度学习进行整合和处理,对图像进行分析、比对和识别,以便准确检测和定位机场道面表面的裂缝;
[0010] 生成机场道面裂缝检测的报告,包括裂缝的位置、数量、尺寸、类型和严重程度。
[0011] 优选地,功能区域包括跑道、滑行道以及停机坪。
[0012] 优选地,所述不同的功能区域具有不同的使用频率、负荷情况和维护需求。
[0013] 本发明的技术方案提出基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法,利用系留无人机(UAV)阵列系统对机场道面表面裂缝进行快速扫描、检测和验收。这项技术方法结合了高清成像设备、雷达探测、三维图像处理、人工智能和自动化处理等多种先进技术。附图说明
[0014] 图1为功能区板块划分示意图;
[0015] 图2为道面表面裂缝扫描检测区域划分工作流程图
[0016] 图3为系留无人机单机道面表面裂缝扫描检测验收辅助系统示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0018] 在本实施例中,基于无人机阵列的机场道面裂缝快速扫描检测验收方法包括以下步骤:
[0019] 1、检测区域的划分和基础模型的建立。
[0020] (1)功能区域划分原则:首先,根据机场场道道面的功能和使用情况,人工将道面分为不同的功能区域,如跑道、滑行道、停机坪等。不同功能区域可能有不同的使用频率、负荷情况和维护需求,因此需要独立考虑。
[0021] (2)地面定位引导和检测区域的进一步合理划分:通过地面定位和引导,通过人机优势结合,将机场道面的初步功能区进一步划分为不同的检测区域,以便对裂缝进行有效的扫描和检测。通过机场道面的图像或者实际测量数据,使用图像处理revit、计算机视觉或者其他相关技术,将道面分成不同的区块或者格子,对于网格线进行赋值定位,获得每一个定点的坐标(x,y)。
[0022] 2、系留无人机阵列组网:多架系留无人机以特定的阵列坐标方式进行组网,形成覆盖机场道面表面的飞行阵列,同时悬停拍摄扫描坐标点也是每张图片的中心点,方便人工快速定位并二次复检。
[0023] 3、传感器与摄像设备:在每架系留无人机上安装高分辨率摄像头、红外线摄像头或其他传感器,以及相应的算法软件来实时识别、记录和分析道面表面的裂缝情况(图像和数据)。
[0024] 4、飞行路径和数据采集:不同的检测区域确定每架系留无人机的飞行路径,保证全面覆盖机场道面区域。飞行过程中,传感器实时采集机场道面表面的图像和数据。
[0025] 5、数据整合和处理:将每架系留无人机获取的图像和数据进行整合和处理。可能使用计算机视觉、图像处理和深度学习等技术,对图像进行分析、比对和识别,以便准确检测和定位机场道面表面的裂缝。
[0026] 6、裂缝识别和评估:通过对图像进行处理和分析,识别和标记机场道面表面的裂缝位置、大小和程度。此步骤可以自动化完成,并再由专业人员进行现场目视二次审核和确认,提高准确率。
[0027] 7、检测报告生成:生成机场道面裂缝检测的报告,包括裂缝的位置、数量、尺寸、类型和严重程度等信息,辅助机场道面验收、维护和改进的决策。
[0028] 8、验收和维护建议:根据裂缝检测报告,提供相应的验收建议和维护方案,帮助机场道面验收、维护人员进行修复和改进工作。
[0029] 本发明实施例的优势主要体现在以下几个方面:
[0030] 1、高效:系列无人机阵列可以同时对大面积的机场道面裂缝进行扫描,大大提高了检测验收的效率。
[0031] 2、准确:通过图像识别技术,可以准确识别出道面上的裂缝、坑洞等质量问题,避免了单纯人工巡检可能存在的漏检、误检问题。
[0032] 3、及时:系统可以实时对机场道面的裂缝质量进行评估,一旦发现问题,可以立即发出预警,避免了问题的延误。
[0033] 上述方法主要特点和关键组成部分包括:
[0034] 1、机场道面检测区域划分方法:通过预先制定的区域划分方案,将机场道面分成不同的区域,有助于系统化地对道面裂缝快速进行检测和评估。
[0035] GIS(地理信息系统)技术:使用GIS技术对机场道面进行空间分析和数据处理,根据地面特征、历史记录等将道面分成不同的区域,以便有效地对道面缺陷进行检测和评估。
[0036] GPS/北斗(全球定位系统)技术:使用GPS技术精确定位机场道面的不同部位,将道面划分为具有特定坐标范围的区域,以进行精确的检测和评估。
[0037] 可以单独应用,也可以结合使用,以实现对机场道面的有效划分和检测。选择合适的划分方法应基于道面特征、实际需求和可用技术资源等因素进行综合考虑。
[0038] 2、系留无人机阵列组网方法:使用系留无人机阵列系统,采用地面红外或激光引导,多架系留无人机协同工作,同时扫描机场道面裂缝,以提高覆盖范围和效率。
[0039] 3、高清成像设备与雷达探测复合三维图像输出技术:配备高清成像设备和雷达探测等多种传感器,实现对道面的多度、多维度扫描。将扫描得到的数据整合处理,形成道面的二维/三维图像,包括裂缝、凹凸不平等细微特征。
[0040] 4、系留无人机飞行路径规划技术:采用先进的飞行路径规划技术,确保无人机按照预定路径进行飞行,以覆盖所有需要检测的区域。飞行过程中,传感器实时采集道面表面的图像和数据。
[0041] 5、数据整合和AI自动处理技术:将每架无人机获取的图像和数据进行整合和处理。利用人工智能技术对扫描获得的数据进行自动化处理和分析,加快数据处理速度和提高准确性。使用计算机视觉、图像处理和深度学习等技术,对图像进行分析、比对和识别,以便准确检测和定位道面表面的裂缝。
[0042] 6、裂缝AI重点区域识别和人工复检双重保障技术:通过AI技术对裂缝等问题区域进行初步识别,找出裂缝AI识别重点区域,然后进行人工现场目视复检和确认,以确保识别准确性。
[0043] 7、道面裂缝评估标准比对方法:结合国家标准或机场验收标准,对检测出的道面裂缝进行评估,并与标准要求进行比对,提供道面状态的评估报告。
[0044] 这项技术能够有效地提高机场道面检测验收的效率和准确性,为机场运行安全和道面验收及维护提供重要技术支持。
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