[发明专利]一种桥梁底面巡检航线规划方法

权利要求书

1.一种桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

操作无人机(10)在桥梁底面之下沿线路长度方向进行巡检，通过云台相机(12)对桥梁底面进行图像采集，同时将所述无人机(10)的飞行航线与所述云台相机(12)包括姿态角、拍摄角度、帧率、焦距及曝光时间在内的信息进行融合，生成巡检航线；在巡检过程中，通过惯性测量模块(17)、视觉模块(18)及激光雷达(19)进行导航，所述无人机(10)在桥梁底面之下每飞行一段距离后飞出桥梁底面接收定位信号进行位置校核；操作无人机(10)在桥梁底面之下沿其线路长度方向巡检两条航线，在完成单段桥梁底面巡检后无人机(10)继续进行下一段桥梁底面巡检；

操作无人机(10)原地起飞至巡检作业海拔高度，然后朝向靠近墩身的桥梁底面方向飞行，直至到达桥梁底面靠内侧位置并与桥梁底面保持安全距离，打遥控器转向舵至无人机(10)朝向桥梁线路长度方向，然后暂定，调整云台相机(12)的姿态角、拍摄角度及焦距值，确保拍摄画面全部覆盖桥梁底面；

当调整好云台相机(12)的姿态角、拍摄角度及焦距值后，推遥控器前进舵，使无人机(10)沿桥梁线路长度方向前进，同时保证巡检作业海拔高度不变；当到达下一个墩身时，调整无人机(10)的方向，使无人机(10)朝向桥梁底面内侧飞行设定距离，再调整方向至朝向上一个墩身方向飞行；当到达上一个墩身后，再调整无人机(10)朝向桥梁底面外侧飞行设定距离，打遥控器转向舵至无人机(10)朝向桥梁线路长度方向，然后暂定，调整云台相机(12)的姿态角、拍摄角度及焦距值，确保拍摄画面全部覆盖桥梁底面；推遥控器前进舵对桥梁底面的另一侧进行巡检，当无人机(10)到达下一个墩身时，飞出桥梁底面接收定位校准信号，然后继续进行下一段桥梁底面的巡检作业；

在分段完成整个桥梁线路的巡检后，再将所有分段巡检航线在接近重复的地方连接起来，将其中的起降航线去除，融合点为无人机(10)飞行位置有定位信号且空旷的区域，以形成一条完整的巡检航线；

当所述无人机(10)位于无定位信号区域时，所述无人机系统(1)通过惯性测量模块(17)、视觉模块(18)和激光雷达(19)获取所述无人机(10)距离定位信号丢失点位置的三维坐标，并通过高度计(113)获取高程数据，以实现无定位信号环境下的导航。

2.根据权利要求1所述的桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

将所述无人机(10)放置于桥梁底面以外的空旷平地上作为起飞点，将云台相机(12)安装于所述无人机(10)的顶部或前部。

3.根据权利要求1或2所述的桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据桥梁的三维模型得到桥梁底面的相对海拔高度，在此相对海拔高度基础上减去无人机(10)的拍摄距离值，得到无人机(10)的巡检作业海拔高度；其中，桥梁底面的相对海拔高度为桥梁人行道边缘的相对海拔高度值减去桥梁的梁体高度。

4.根据权利要求3所述的桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在巡检作业过程中，当无人机(10)的电池剩余电量不足而出现报警时，操作无人机(10)停止作业，并寻找空旷地方降落，以更换电池。

5.根据权利要求1、2或4所述的桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在垂直于桥梁线路长度的两侧设置安全起降点，并在垂直于桥梁线路长度的两侧设定范围内设置安全返航网；安全返航网的海拔高度低于桥梁的桥面高度，并高于地面障碍物的高度，以确保无人机(10)在返航过程中安全返回至安全返航网上；在每个墩身垂直于桥梁线路长度的两侧设置返航起始点，当无人机(10)在巡检作业过程中出现信号丢失、低电量或紧急一键返航情况时，飞行至邻近的返航起始点，并通过安全返航网返回至起飞点。

6.根据权利要求5所述的桥梁底面巡检航线规划方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当无人机(10)在桥梁底面之下进行巡检作业，处于无定位信号环境的过程中出现信号丢失、低电量或紧急一键返航情况时，首先拉高至靠近桥梁底面的位置靠近桥梁底面的位置，然后飞出桥梁底面，接收到定位信号后，将无人机(10)拉升至安全返航网的海拔高度，然后直线飞行至安全返航网返航至起飞点；安全返航网设置完成后，与巡检航线一起加载至飞控模块(16)。