CN205809689U - 一种飞机机身检查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机机身检查系统，包括无人机和地面站，所述地面站具有无人机管理平台，所述无人机与无人机管理平台相互通信、由无人机管理平台控制无人机的飞行状态，所述无人机管理平台控制无人机围绕停机状态的飞机机身飞行，所述无人机的机体部上搭载有机载部，所述机载部主要由三维扫描仪和机载通讯单元组成，所述地面站具有基于计算机运行的数据监控平台，所述数据监控平台主要由实时监控单元和地面通讯单元组成，该地面通讯单元与机载通讯单元相互通信，机载通讯单元将三维扫描仪所采集的飞机机身的图像数据传输给地面通讯单元。本实用新型具有检查结果全面、准确、可靠的特点，同时具有检查效率高、周期短、成本低的特点。

Description

一种飞机机身检查系统

技术领域

本实用新型涉及一种以无人机进行图像数据采集的飞机机身检查系统。

背景技术

在飞机的维修和航线维护中，都需要对飞机机身进行全面检查，以提高维护作业的准确性和可靠性，保障飞机飞行任务的安全性。一直以来，对飞机机身的检查方式主要是传统的人工目视检查。然而，由于飞机机身的结构庞大，人工在对机身进行目视检查时，通常需要借助其它机械辅助设备，在机身上进行爬山、爬下的动作，不仅整个检查过程存在劳动强度大、检查效率低、检查周期长、检查成本高等问题，而且更甚的是，此检查方式存在较高的漏检率，进而会对检查结果的准确性和可靠性造成直接影响。此外，随着近年来民航工业的快速发展，飞机数量越来越多，对时间的管控要求越来越高，这就需要有效、可靠地提高飞机机身的检查效率和检查质量，大幅缩短检查周期。显然，实现此检查目标，单纯的依靠传统的人工目视检查是不可能实现的，亟需依靠现有科技手段来实现。

基于现有飞机机身检查措施所存在的上述问题，近年来，行业内在研究并开发出了用于飞机机身检查的机器人，该机器人现目前的主要成型手段是：机器人通过吸盘在飞机机身上进行运动，在机器人身上加载能够获取飞机机身外部图像数据的成像设备，并在机器人身上加载可与地面站进行交互通信的通讯单元，由通讯单元将成像设备所获得的飞机机身外部的图像数据传输给地面站，以此使地面站对停机状态的飞机机身外部形态实现远程监控。此检查手段相较传统的人工目视检查而言，检查效率、检查周期和检查成本得到了有效改善。然而，该检查手段在飞机机身上的运动依然较慢（仅比人工快），不利于检查效率的提高、周期的缩短、成本的降低，而且，这种运动方式决定了其只能对飞机机身的特定部位进行检查，无法对飞机机身进行全方位的完整检查，也就是说，它存在检查死角，漏检率偏高，准确性和可靠性差，不够实用。由此可见，目前处于研发的飞机机身检查用机器人，离行业内的期望值仍有差距。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种检查结果全面、准确、可靠，且检查效率高、检查周期短、检查成本低的飞机机身检查系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种飞机机身检查系统，包括无人机和地面站，所述地面站具有无人机管理平台，所述无人机与无人机管理平台相互通信、由无人机管理平台控制无人机的飞行状态，所述无人机管理平台控制无人机围绕停机状态的飞机机身飞行，所述无人机的机体部上搭载有机载部，所述机载部主要由三维扫描仪和机载通讯单元组成，所述地面站具有基于计算机运行的数据监控平台，所述数据监控平台主要由实时监控单元和地面通讯单元组成，该地面通讯单元与机载通讯单元相互通信，机载通讯单元将三维扫描仪所采集的飞机机身的图像数据传输给地面通讯单元。

进一步的，所述机载部具有摄像机，机载部的机载通讯单元将摄像机所采集的飞机机身的图像数据传输给地面通讯单元。

作为优选方案，所述机载部还具有微处理器和数据存储单元，所述微处理器用于采集成像设备所采集的飞机机身的图像数据、并将图像数据传送给数据存储单元存储，所述微处理器通过机载通讯单元与地面站通信。

所述三维扫描仪通过电动云台安装在无人机的机体部上。

所述三维扫描仪为ASUS Xtion或Primesense三维传感器。

所述摄像机通过电动云台安装在无人机的机体部上。

所述数据监控平台具有中央处理器和数据处理单元。

本实用新型的有益效果是：上述检查系统以无人机结合光学实时三维扫描技术来对飞机机身的外部形态进行全面、准确、可靠的检查，检查全面、完整、无死角，能够为飞机机身的维护作业提供准确、可靠地依据；毫无疑问，本实用新型在满足前述特点的前提下，具有检查作业轻松容易、检查效率大幅提高、检查周期大幅缩短、检查成本大幅降低的特点，完全满足行业内的技术期许，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的一种结构原理框图。

图中代号含义：1—无人机；11—机体部；111—飞控单元；112—遥控接收端；12—机载部；121—微处理器；122—三维扫描仪；123—第一电动云台；124—摄像机；125—第二电动云台；126—数据存储单元；127—机载通讯单元；2—地面站；21—无人机管理平台；211—路径规划单元；212—遥控发射端；22—数据监控平台；221—中央处理器；222—实时监控单元；223—数据处理单元；224—地面通讯单元。

具体实施方式

实施例1

参见图1所示，本实用新型为飞机机身检查用的检查系统，它包括无人机1和地面站2。

其中，无人机1具有机体部11和机载部12。机体部1与常规无人机（可以是固定翼无人机，亦可以是旋翼无人机）无异，是保证无人机正常飞行的基本，其主要由主体（包括但不限于机架、脚架、云台、成像系统）、动力系统（包括但不限于电机、蓄电池、电力调速器）和飞控单元111（包括但不限于遥控接收端112、GPS系统、IMU系统、电子罗盘）等组成。机载部12搭载在无人机1的机体部11上，机载部12主要由微处理器121、三维扫描仪122、摄像机124、数据存储单元126和机载通讯单元127组成；微处理器121作为集成电路组成的中央处理器，其根据所接收到的地面站2的控制信号对三维扫描仪122和摄像机124的动作进行控制（主要是对安装它们的电动云台-即第一电动云台123和第二电动云台125的动作分别进行控制），将三维扫描仪122和摄像机124所采集到的图像数据传送给数据存储单元126进行存储，并通过机载通讯单元127将三维扫描仪122和摄像机124所采集到的图像数据传输给地面站2；三维扫描仪122为ASUS Xtion或Primesense三维传感器，它可以扫描得到飞机机身3的表面三维点云数据和图像纹理数据（以下统称图像数据），三维扫描仪122通过增设在无人机机体部11上的第一电动云台123安装在无人机1的机体部11上，第一电动云台123能够实现水平向和垂直向的转动，具体转动动作由微处理器121控制；摄像机124为CCD工业摄像机，它能够动态记录飞机机身3的影像（以下统称图像数据），摄像机124通过增设在无人机机体部11上的第二电动云台125安装在无人机1的机体部11上，第二电动云台125同样能够实现水平向和垂直向的转动，具体转动动作由微处理器121控制；数据存储单元126作为存储器（优选大容量的闪存存储器），用于存储图像数据；机载通讯单元127为现有的无线通讯方式，例如为WIFI或COFDM编码正交频分复用无线通信装置。

地面站2具有基于计算机运行的无人机管理平台21和数据监控平台22。其中，无人机管理平台21主要由人机控制系统（包括但不限于路径规划单元211、遥控发射端212）、视频管理系统、监视器等组成；无人机管理平台21通过遥控发射端212和无人机机体部11的遥控接收端112与无人机1进行相互通信，当然，也可以采用其它现有的通讯方式进行相互通信，即由无人机管理平台21控制无人机1的飞行状态-包括飞行轨迹，在本实用新型中，无人机管理平台21需要控制无人机1围绕停机状态的飞机机身3按设定路径进行飞行。数据监控平台22主要由中央处理器221、实时监控单元222、数据处理单元223和地面通讯单元224组成；中央处理器221作为超大规模的集成电路，用于通过地面通讯单元224接收无人机1的机载部12所传输来的图像数据，并将这些图像数据传输给实时监控单元222和数据处理单元223，即中央处理器221通过相互通信的地面通讯单元224和机载通讯单元127控制机载部12的微处理器121，以此达到对机载部12的三维扫描仪122和摄像机124的控制；实时监控单元222作为监控器，用于实时显示机载部12传输来的飞机机身3的图像数据，供监控人员实时查看；数据处理单元223作为地面站2的数据存储单元（优选大容量的闪存存储器），用于将接收到的图像数据进行存储，若为了进一步智能化，可以考虑使数据处理单元223实现图像数据的甄选等（非本实用新型贡献于现有技术的技术点）；地面通讯单元224用于与机载部12的机载通讯单元127进行相互通信，地面通讯单元224为现有的无线通讯方式，例如为WIFI或COFDM编码正交频分复用无线通信装置。

由本实用新型的结构原理可以清楚的看出，本实用新型基于现有成熟的无人机技术实现，其通过无人机管理平台控制无人机围绕飞机机身按设定路径飞行，在飞行的过程中，利用无人机机载的三维扫描仪和摄像机对飞机机身外部形态的三维数据与图片进行采集，并将采集到的数据信息在机载部进行实时存储，同时，通过无线通讯单元传输至地面站的数据监控平台，数据监控平台将接收到的数据信息进行存储，并通过监控器进行实时的画面显示，即机载部将采集到的数据信息通过无线通讯单元传输至地面站的数据监控平台，交由地面站的监控人员进行分析处理；当然，在整个数据采集的过程中，地面站的监控人员可以根据需要及时修改无人机的飞行路径，进行飞机机身部分部位形态数据确认等操作。

需要特别说明的是，本实用新型贡献于现有技术的是此种基于无人机对飞机机身外部形态图像数据的采集、监控系统的结构，各零件、设备均为现有成熟技术。本实用新型贡献于现有技术的点不在于各零件、设备的功能开发。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：机载部的成像设备仅为三维扫描仪，即去除摄像机；当然，为了记录飞机机身的动态影像，可以考虑将无人机的摄像机转化利用。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：去除机载部的微处理器，这就需要三维扫描仪和摄像机分别通过机载通讯单元直接与地面站进行相互通信，即地面站的中央处理器取代机载部的微处理器。

以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本实用新型依然可以对上述各实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种飞机机身检查系统，包括无人机（1）和地面站（2），所述地面站（2）具有无人机管理平台（21），所述无人机（1）与无人机管理平台（21）相互通信、由无人机管理平台（21）控制无人机（1）的飞行状态，其特征在于：所述无人机管理平台（21）控制无人机（1）围绕停机状态的飞机机身（3）飞行，所述无人机（1）的机体部（11）上搭载有机载部（12），所述机载部（12）主要由三维扫描仪（122）和机载通讯单元（127）组成，所述地面站（2）具有基于计算机运行的数据监控平台（22），所述数据监控平台（22）主要由实时监控单元（222）和地面通讯单元（224）组成，该地面通讯单元（224）与机载通讯单元（127）相互通信，机载通讯单元（127）将三维扫描仪（122）所采集的飞机机身（3）的图像数据传输给地面通讯单元（224）。

2.根据权利要求1所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述机载部（12）具有摄像机（124），机载部（12）的机载通讯单元（127）将摄像机（124）所采集的飞机机身（3）的图像数据传输给地面通讯单元（224）。

3.根据权利要求1或2所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述机载部（12）还具有微处理器（121）和数据存储单元（126），所述微处理器（121）用于采集成像设备所采集的飞机机身（3）的图像数据、并将图像数据传送给数据存储单元（126）存储，所述微处理器（121）通过机载通讯单元（127）与地面站（2）通信。

4.根据权利要求1所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述三维扫描仪（122）通过电动云台安装在无人机（1）的机体部（11）上。

5.根据权利要求1或4所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述三维扫描仪（122）为ASUS Xtion或Primesense三维传感器。

6.根据权利要求2所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述摄像机（124）通过电动云台安装在无人机（1）的机体部（11）上。

7.根据权利要求1所述飞机机身检查系统，其特征在于：所述数据监控平台（22）具有中央处理器（221）和数据处理单元（223）。