[发明专利]基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，该桥梁自动检测方法包括：

步骤S10，根据获取的待检测桥梁模型，分析桥梁环境信息并将桥梁检测任务划分为多个桥梁检测子任务；所述桥梁检测子任务为无人机悬停拍摄点；

步骤S20，基于所述多个桥梁检测子任务以及执行任务的各无人机，获取任务分群优化函数；

步骤S30，基于所述任务分群优化函数，将所述桥梁检测子任务分为设定数量的子任务群，并根据预设的各子任务群的重要度获取各子任务群的等级；

步骤S40，基于获取的各无人机参数、各子任务群的等级，分别规划各子任务群对应的无人机航迹以及航迹等级，并将所述各子任务群分配给对应的无人机；

步骤S50，各无人机按照对应的无人机航迹以及航迹等级进行桥梁检测拍摄，并根据输入的图像处理单元选择信息将拍摄的照片传输至相应的图像处理单元；

步骤S60，通过所述图像处理单元预设的桥梁自动检测图像处理算法提取所述无人机拍摄的照片对应的桥梁病害特征，并结合预设的阈值筛选桥梁病害特征，获取有效桥梁病害信息后生成桥梁病害报告。

2.根据权利要求1所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，所述任务分群优化函数为：

J_A＝ω₂λ+ω₃η-ω₁J

其中，J为任务群分布指标，λ为任务数量均衡指标，η为无人机巡航时间均衡指标，ω₁、ω₂、ω₃分别为任务群分布指标、任务数量均衡指标、无人机巡航时间均衡指标的权重。

3.根据权利要求2所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，所述任务群分布指标为：

其中，A_i代表设定数量的子任务群中第i个子任务群，S代表子任务群的数量，代表A_i的聚类中心，T代表桥梁检测子任务，代表桥梁检测子任务T与A_i的聚类中心的欧式距离。

4.根据权利要求2所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，所述任务数量均衡指标为：

其中，μ_Sk代表第S个子任务群的第k个无人机执行子任务的数量，S代表子任务群的数量，M代表子任务的数量。

5.根据权利要求2所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，所述无人机巡航时间均衡指标为：

其中，S代表子任务群的数量，ψ_i(i＝1,2,…,S)代表第i个子任务群的无人机最优巡航路径，t(ψ_i)代表第i个子任务群的无人机最优巡航路径需要的巡航拍摄时间。

6.根据权利要求1所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，步骤S50中“预先建立的通信网络”，其通信方式为Wi-Fi、ZigBee、GPRS中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于多无人机协同作业的桥梁自动检测方法，其特征在于，所述桥梁自动检测方法还设置有无人机异常补救的步骤，其方法为：

通过余度容错技术设置各无人机异常次数阈值，若任意一个无人机异常次数大于所述阈值，则所述无人机降落并发送异常降落信息，其未完成的子任务作为一个子任务群，并重新进行无人机航迹规划后，分配给备用无人机执行。