[发明专利]一种桥梁巡检系统

权利要求书

1.一种桥梁巡检系统，用于桥梁(7)巡检，包括：无人机(1)、数据传输模块(3)、地面控制中心(4)，及搭载于所述无人机(1)上的数据采集模块(2)；所述数据采集模块(2)包括激光三维扫描仪(21)和地质雷达(22)，所述无人机(1)通过所述激光三维扫描仪(21)和地质雷达(22)采集所述桥梁(7)的现场数据；所述无人机(1)采集的现场数据通过所述数据传输模块(3)发送至所述地面控制中心(4)；所述地面控制中心(4)的数据处理与故障检测模块(5)对所述激光三维扫描仪(21)采集的激光三维扫描数据进行处理，完成对所述桥梁(7)被检测区域的三维建模，同时对所述地质雷达(22)采集的雷达回波数据进行处理；所述数据处理与故障检测模块(5)通过对三维建模和雷达回波数据进行分析，检测出所述桥梁(7)的缺陷及缺陷所在的位置。

2.根据权利要求1所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述激光三维扫描仪(21)分别扫描所述桥梁(7)包括桥墩面(71)、桥外沿面(72)、桥底面(73)、活动支座、橡胶支座、钢梁在内区域的三维点信息并形成三维点云数据，以反映所述桥梁(7)检测区域包括裂缝、蜂窝、麻面、剥落、掉角、空洞、孔洞在内的缺陷；所述数据处理与故障检测模块(5)通过对三维点云数据进行空间量测定位所述桥梁(7)包括缺陷长度、宽度、深度、高度、位置在内的信息，同时通过对前后两次采集的激光三维扫描数据进行对比，以获取缺陷的动态变化量。

3.根据权利要求1或2所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述地质雷达(22)用于实现所述桥梁(7)的混凝土内部空隙探测。

4.根据权利要求3所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)还包括用于防止所述无人机(1)碰撞物体，并确保所述无人机(1)安全飞行的超声波雷达(24)。

5.根据权利要求4所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)还包括用于确定所述无人机(1)与被测对象之间距离的激光测距仪(23)。

6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述数据处理与故障检测模块(5)包括依次相连的数据存储单元(51)、初始建模单元(52)和数据网格化处理单元(53)；所述数据存储单元(51)对所述数据传输模块(3)传输的激光三维扫描数据进行存储，所述初始建模单元(52)对存储的激光三维扫描数据进行干扰滤除预处理后建立初始的三维点云模型，所述数据网格化处理单元(53)将所述三维点云模型转换为三角网格模型，并对所述三角网格模型进行化简处理以重建所述桥梁(7)的三维模型。

7.根据权利要求6所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述地面控制中心(4)还设置有无人机控制模块(6)，所述无人机控制模块(6)通过所述数据传输模块(3)将控制指令实时发送至所述无人机(1)的飞行控制模块，所述无人机(1)通过所述数据传输模块(3)将飞行状态数据实时传输至所述地面控制中心(4)的无人机控制模块(6)。

8.根据权利要求7所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)还包括GPS导航仪，所述飞行控制模块通过所述GPS导航仪获取所述无人机(1)在飞行过程中的位置信息；所述初始建模单元(52)根据所述激光三维扫描仪(21)对所述桥梁(7)被测区域的局部定位信息，以及所述GPS导航仪的全局定位信息形成初始的三维点云数据，并通过空间点滤波或平滑处理去除三维点云数据中的杂点和冗余点。

9.根据权利要求7或8所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述初始建模单元(52)将预处理后得到的离散点云数据转换为三维点云模型，所述数据网格化处理单元(53)将所述三维点云模型转换为三角网格模型，并对所述三角网格模型中的三角网格进行化简，在维持所述桥梁(7)的表面特征不变的情况下，最大限度地减少所述三角网格的数量。

10.根据权利要求9所述的桥梁巡检系统，其特征在于：所述数据处理与故障检测模块(5)还包括故障检测单元(54)，所述故障检测单元(54)对经过重建的所述桥梁(7)三维模型中的三维点云数据进行空间量测，检测出所述桥梁(7)上的缺陷及缺陷的位置；所述故障检测单元(54)同时将缺陷位置及类型发送至便携式手持终端上，由工作人员携带便携式手持终端对所述桥梁(7)进行维护。