[发明专利]自主移动飞行器检查系统

说明书

公开了一种自主检查系统，该自主检查系统包括至少一个自主移动机器人。该机器人具有多个二维LiDAR扫描仪，每个扫描仪具有二维扫描平面。多个扫描仪以非共面的扫描平面取向被安装在自主移动机器人上。处理器包括用于接收来自多个LiDAR阵列的点数据的输入以及用于提供检查数据的输出。处理器被配置成：将来自多个LiDAR扫描仪的点数据编译成自主移动机器人的周围的三维图，以及识别三维图内的物品的尺寸和轮廓。还公开了一种检查方法。

技术领域

本发明涉及自主检查系统和自主检查的方法。特别地，但不排他地，实施方式涉及飞行器结构检查。

背景技术

自动化在制造中具有越来越重要的作用，例如，用于提高制造效率或改善安全性。自动化系统在许多行业例如汽车制造中是常见的。然而，在一些行业中，自动化系统可能是昂贵的并且难以实现，例如，航空航天制造(并且特别是商用飞行器制造)，在航空航天制造中，由于产品的尺寸和规模以及各种不同的制造和组装过程的复杂度和数目，设施通常占据大的占用空间。对于这样的行业，自主系统提供了与自动化系统相比大得多的益处。自主系统可以与自动化系统形成对比，这是因为自主系统能够以更大程度的独立性来执行任务，例如，自主系统可以是适应性的、能够学习的并且具有做“决定”的能力。因此，自主系统可以例如能够在其中先前没有使用过该系统的位置中工作，或者在其中其他的系统或项目(item)不在已知位置的动态环境中工作。相比之下，自动化系统(例如，汽车制造中的制造机器人)通常将专用于在高度受控的环境中执行重复性任务。

其中使用自主交通工具或自主机器人可能有益的一个领域是航空结构(aerostructure)的检查。例如，在飞行器制造期间(例如，在最终组装线中)以及也在飞行器维护、修理和检修设施(其在本文中将通过标准首字母缩略词“MRO”指代)处，可能例行地需要这样的检查。用于自动化解决方案的已知解决方案通常需要使用昂贵的三维扫描仪或摄像装置，例如3D光定向与测距(LiDAR)扫描仪。这样的扫描仪可以例如在即时定位与地图构建(SLAM)设备中使用。为了降低复杂度和/或成本，已知一些系统例如手持系统用移动的2D扫描仪(例如，可以跨被扫描的项目进行扫描的柔性安装件上的扫描仪)来代替3D扫描仪。然而，这样的系统可能无法提供良好的响应时间并且导致更长的检查时间。此外，在工业环境中，在这样的系统的使用中可能出现健康和安全问题。

飞行器MRO应用中潜在的自动化的一个示例是“Air-Cobot”项目，该项目正在开发轮式协作移动机器人以用于在检查活动中协助人类(并且如例如在论文“Air-Cobot:Aircraft Enhanced Inspection by Smart and Collaborative Robot”中所描述的，该论文可在以下处获取：http://laris.univ-angers.fr/_resources/IFAC2017/IFAC_Paper_3176.pdf)。Air-Cobot机器人能够自主地执行导航任务以及例行地执行检查任务。Air-Cobot机器人设置有包括导航传感器和无损测试传感器的感测系统的阵列，该导航传感器包括四个摄像装置、两个激光测距仪、全球定位系统(GPS)接收器和初始测量单元(IMU)，该无损测试传感器包括平移-倾斜-变焦(PTZ)摄像装置和3D扫描仪。

本发明的至少一些实施方式旨在提供替选的检查机器人，例如，可以期望提供更有成本效益的机器人系统或具有降低的复杂度的机器人系统以使得能够在更广泛的应用范围中使用自主检查，或者提供具有更好范围、准确度和速度的系统。

发明内容