[实用新型]用于桥梁检测的无人机与多传感器融合定位机构

说明书

本实用新型涉桥梁检测技术领域，具体涉及用于桥梁检测的无人机与多传感器融合定位机构，包括机身，以及固定设置于机身上的机翼；机身包括壳体；壳体内部具有用于安装通讯模块、GPS定位模块和惯性传感器的安装腔；壳体的表面上设置有用于安装超声测距传感器且与安装腔连通的安装窗口；壳体顶部设置有用于安装图像传感器的支撑柱；GPS定位模块、惯性传感器、图像传感器和超声测距传感器的信号输出端分别与通讯模块的数据接收端数据通信连接。本实用新型中的无人机与多传感器融合定位机构能够实现多种定位数据采集和收发且集成化程度高，从而能够实现融合定位机构的小型化，并能够满足桥梁检测的检测安全性。

技术领域

本实用新型涉及桥梁检技术领域，具体涉及用于桥梁检测的无人机与多传感器融合定位机构。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机广泛用于各种工程技术领域，在桥梁检测中也逐渐采用了无人机技术，特别是飞爬两栖机器人，飞爬两栖机器人具有飞行、爬行和栖息三种状态，并能够实现三种状态下的切换。目前主要采用人工远程遥控的方式对桥梁进行检测，存在操作难度高、效率低、容易漏检的缺点。另外，桥梁结构存在如梯形、弧形等异性区域，并非完全的平整区域。如果无人机完全按照二维平面上规划出的巡航路径，容易与桥梁表面发生碰撞、无法顺利驻停，甚至坠机等安全事故，导致桥梁检测无法正常进行。

鉴于此，申请人设计了一种用于桥梁检测的三维巡航方法，在空间三维坐标系中规划出三维巡航路径，然后根据三维巡航路径解算无人机的巡航姿态，巡航路径中包含若干路径点，每个路径点均有对应的巡航姿态，无人机上搭载GPS定位模块，在巡航过程中实时获取定位坐标，若定位坐标与路径点坐标一致则以该路径点对应的巡航姿态进行运动，从而能够到达下一相邻路径点，最终能够完成沿着整个巡航路径进行巡航检测。但是，由于在对桥梁结构底面或箱梁内部（桥梁上有检修孔供无人机进入，箱梁的形状规则，多为矩形体）等位置进行检测时，会造成GPS定位模块接收的卫星信号不稳定或失效的现象，进而使得定位坐标与实际位置坐标不相符，定位的准确性低，定位偏差大。

所以，申请人想到在现有无人机上集成通讯模块、GPS定位模块、惯性传感器、图像传感器和超声测距传感器等多种传感器，使得能够采集多种传感器的多种定位数据，并能够实现多种定位数据的收发，以供后台通过一种、两种或多种传感器融合定位的方式来修正定位数据，从而提高定位精度。然而，想要实现上述多种定位数据的采集和收发，其首要解决的技术问题是如何设计一种能够有效集成上述各种传感器的无人机与多传感器融合定位机构的结构设计方案，使其产品能够尽可能小型化，更便于在桥梁结构底面或箱梁内部等狭小空间移动，才能更好的满足桥梁检测场景下对检测安全性的需求。因此，申请人设计了一种能够实现多种定位数据采集和收发且集成化程度高的无人机与多传感器融合定位机构。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够实现多种定位数据采集和收发且集成化程度高的无人机与多传感器融合定位机构，从而能够实现融合定位机构的小型化，并能够满足桥梁检测的检测安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

用于桥梁检测的无人机与多传感器融合定位机构，包括机身，以及固定设置于所述机身上的机翼；所述机身包括壳体；所述壳体内部具有用于安装通讯模块、GPS定位模块和惯性传感器的安装腔；所述壳体的表面上设置有用于安装超声测距传感器且与所述安装腔连通的安装窗口；所述壳体顶部设置有用于安装图像传感器的支撑柱；所述通讯模块、所述GPS定位模块和所述惯性传感器均安装于所述安装腔内；所述超声测距传感器安装于所述安装窗口内且其测量端朝外设置；所述图像传感器安装于所述支撑柱顶部；所述GPS定位模块、所述惯性传感器、所述图像传感器和所述超声测距传感器的信号输出端分别与所述通讯模块的数据接收端数据通信连接。

优选的，所述通讯模块设置于所述安装腔内的一侧，所述GPS定位模块和所述惯性传感器间隔设置于所述安装腔内远离所述通讯模块的一侧。