[发明专利]一种隧道智能无人机巡检方法

摘要

本发明公开了一种隧道智能无人机巡检系统及方法，通过结合无人机技术、图像处理技术，将无人机应用到隧道的巡检工作中去。本发明在无人机的平台上添加了多种传感器，利用单目黑白相机和惯性测量单元IMU采集的数据，根据VINS‑Mono定位建图算法，同时采用多传感器数据融合的方式实现对隧道内无人机的精确定位导航，利用二维激光雷达采集点云数据，实现对隧道墙面方向的估计和无人机避障，同时利用高分辨率相机对隧道图像进行采集，通过SfM算法恢复相机运动轨迹，再结合高清图像生成隧道的三维模型，以此实现细致的隧道巡检任务。相对于传统的依赖人员和车辆进行隧道巡检的方式，本发明自动化程度高、工作效率高，可以广泛地运用于隧道巡检工作中去。

主权项

1.一种隧道智能无人机巡检系统，其特征在于：包括无人机、飞行控制器、机载计算机、惯性测量单元IMU、单目黑白相机、高分辨率相机、单点激光测距仪、气压计、二维激光雷达和照明设备；所述飞行控制器用于控制所述无人机的起飞、移动、降落；所述机载计算机、单目黑白相机、惯性测量单元IMU分别与所述飞行控制器连接，用于计算视觉惯导里程计，对无人机自身进行定位导航；所述单点激光测距仪、气压计分别与所述飞行控制器连接，用于对无人机飞行高度的测量，实现稳定飞行；所述二维激光雷达和所述机载计算机连接，用于对隧道周围环境进行感知，实现有效地避障、对隧道曲折方向的估计以及实时路线调整；所述照明装置用于为隧道提供稳定的光照环境，由无人机的电池供电，安装在无人机的机架前端；所述高分辨率相机和所述机载计算机相连接，采集高分辨率的图像，用于稠密的三维重建；所述飞行控制器、机载计算机、惯性测量单元IMU、单目黑白相机、高分辨率相机、单点激光测距仪、气压计、二维激光雷达均固定安装在传感器放置架上，所述放置架固定设置在所述无人机的机架上方。