CN109753080A - 用于使用无人机来捕捉结构的层析成像图的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了使用无人机来捕捉结构的层析成像图的方法和装置。示例装置包括飞行控制器，该飞行控制器由至少一个处理器实现，用于控制邻近于结构的第一无人机。示例装置进一步包括第一层析成像设备，该第一层析成像设备被安装到所述第一无人机。第一层析成像设备用于以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至安装在第二无人机上的第二层析成像设备以生成结构的层析成像图，或者(b)检测来自安装在第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成结构的层析成像图。

Description

用于使用无人机来捕捉结构的层析成像图的方法和装置
技术领域
本公开一般涉及无人机，并且更具体地，涉及用于使用无人机来捕捉结构的层析成像图(tomogram)的方法和装置。
背景技术
近年来，许多用于无人机(UAV)的应用已得到发展。用于UAV的一个显著应用是对结构(诸如，建筑和桥)的视觉检查。在此类应用中，UAV可被控制到(自动地或手动地)要被检查的结构的附近，且UAV上的传感器(例如，相机)随后可捕捉结构的图像以供查看和/或分析。例如，可查看图像以标识裂缝、断裂、或可能需要修理的其他潜在故障。
附图说明
图1例示出根据本文公开的教导构造的捕捉示例结构的层析成像图的两个示例UAV。
图2和3例示出由图1的示例UAV遵循以捕捉图1的示例结构的层析成像图的示例飞行路径。
图4和5例示出用于图1-3的UAV上的层析成像波生成器和示例层析成像波检测器的替代的示例位置。
图6例示出附连至图1-5的示例UAV中的一个以助益由第二UAV进行的对UAV的视觉检测的示例臂状物。
图7是例示出图1-6的示例UAV的示例实现的框图。
图8是表示可以被执行以实现图1-7的示例UAV的示例机器可读指令的流程图。
图9例示出可执行图8的示例指令以实现图1-7的示例UAV的示例处理器平台。
附图不按比例绘制。在可能的情况下，在整个附图和所附书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
具体实施方式
虽然使用结构的照片对结构的外部进行视觉检查可能有益于检测某些损坏、磨损和/或潜在故障点(裂缝、断裂等)，但此类照片不能够表示结构内的内部损坏或故障点。结构内的损坏或故障点可能恰恰与外部结构损坏同等严重或危险。本文公开的示例使用层析成像(tomography)技术实现对结构的内部的扫描以捕捉表示物体的内部与外部两者的结构完整性的图像(例如，层析成像图)。更具体地，在一些示例中，第一UAV(也被称为雄蜂(drone))装备有层析成像波生成器而第二UAV装备有层析成像波检测器。层析成像波生成器与层析成像波检测器在本文中一般被称为层析成像设备。如下文更完整地描述的，两个UAV被自动控制到要被成像和定位的结构的相对侧，使得来自层析成像波生成器(位于第一UAV上)的层析成像波(例如，x射线)穿过结构并在层析成像波检测器(位于第二UAV上)处被接收。如本文所使用的，虽然x射线是可被用于生成层析成像图(例如，x射线图像)的层析成像波的一个示例类型，但层析成像波指的是能够穿过结构并被层析成像设备检测到的任何类型的波。
图1例示出根据本文公开的教导构造的捕捉示例结构106的层析成像图的两个示例UAV 102、104。在所例示的示例中，第一UAV 102装备有或者承载被配置成在指定方向上产生层析成像波的层析成像波生成器108。因此，本文有时将第一UAV 102称为层析成像波生成UAV。所例示示例的第二UAV装备有或者承载用于检测来自层析成像波生成器108的层析成像波110并生成结果层析成像图的层析成像波检测器112。因此，本文有时将第二UAV104称为层析成像波检测UAV。在一些示例中，UAV 102、104中的一者或两者包括层析成像波生成器108和层析成像波检测器112两者，以充当层析成像波生成UAV或层析成像波检测UAV。在一些此类示例中，层析成像波生成器118和层析成像波检测器112被合并至由UAV承载的单个层析成像设备中。
如所例示的示例中示出的，可通过在结构106的任一侧定位UAV 102、104使得来自层析成像波生成器108的层析成像波110穿过结构106并被层析成像波检测器112接收来捕捉结构106的层析成像图。在所例示的示例中，结构106是风力涡轮机。然而，本文公开的教导可被应用于位于层析成像波生成器和检测器108、112的范围内的可由UAV102、104接近并且窄到足以使UAV 102、104能够以一距离在任一侧飞行的区域中的任何其他合适的结构。其他示例结构包括桥、输电线塔、建筑中建筑的梁、室外墙壁、石油平台上的管道和其他装备、无线电桅杆和塔等。
在一些示例中，随着UAV 102、104相对于结构106改变位置和/或移动，从不同角度捕捉结构106的多个层析成像图。在一些示例中，随着UAV 102、104相对于结构106移动以捕捉结构106的至少一区段(例如，所例示示例中的涡轮叶片中的一个)的整个外部和内部形状和/或构造，获得结构106的连续或充分连续的层析成像测量。在一些示例中,此信息可被用于生成结构106的区段的三维(3D)体积模型。
在一些示例中，UAV 102、104可绕结构106的纵向轴线进行圆周旋转(由图1中示出的箭头114、116表示)以从不同角度对结构106的特定位置进行成像。在一些示例中，如由图2的箭头202、204表示的，使UAV 102、104绕结构106的圆周旋转与沿结构106的轴线或长度的纵向移动组合(例如，限定螺旋路径)以对结构106的延长区段的整体体积进行成像。在一些示例中，如由图3的箭头302、304表示的，UAV 102、104可沿(例如，平行于)结构106的轴线或长度纵向移动而不绕轴线进行圆周旋转以从特定角度捕捉结构106的延长区段的图像。在一些示例中，可捕捉并组合沿结构106的长度的多个纵向途径——其中UAV 102、104处于绕轴线的不同圆周位置处——以生成结构106的3D体积模型。可使用任何其他合适的飞行模式来捕捉结构106的层析成像图。此外，在一些示例中，可采用两个以上的UAV(每个UAV具有对应飞行路径)以更高效地捕捉结构106的层析成像图。例如，两对UAV 102、104可在不同圆周位置处围绕结构106，使得每对UAV 102、104从与另一对不同的角度捕捉层析成像图。在其他示例中，可控制多对UAV 102、104来捕捉结构106的不同位置的层析成像图(例如，单独一对UAV针对图1中的涡轮叶片中的每一个)。
在一些示例中，层析成像波生成器108和层析成像波检测器112可粘附于相应第一和第二UAV 102、104，以指向相对于UAV 102、104的基本固定的方向。在此类示例中，UAV102、104的移动控制层析成像波生成器108和层析成像波检测器112的移动以及由此控制捕捉结构106的层析成像图的角度。在一些示例中，经由对应的万向节系统118、120将层析成像波生成器108和层析成像波检测器112附连至UAV 102、104。在一些示例中，万向节系统118、120用于稳定层析成像波生成器118和层析成像波检测器112。附加地或替代地，万向节系统118、120使层析成像波生成器118和层析成像波检测器112能够相对于对应的UAV 102、104旋转以在层析成像波生成器108和层析成像波检测器112面向的方向上进行更大的控制。
在图1-3的所例示示例中，被成像的结构106的涡轮叶片被垂直定向。涡轮叶片的垂直定向使UAV 102、104能够绕叶片进行圆周飞行，且面向叶片的层析成像波生成器108和层析成像波检测器112具有不同角度下的清晰视线。某些结构可部分地或完全地水平定向(例如，如果图1的风力涡轮机旋转90度)在此类情况下，由于UAV 102、104在结构下方飞行，UAV 102、104的马达、螺旋桨、框架和/或其他部分可能阻挡层析成像波生成器108和层析成像波检测器112的视线。可通过经由万向节系统118、120调整层析成像波生成器108和层析成像波检测器112的部分相对于UAV 102、104的位置来部分地克服这个问题。
在其他示例中，可通过将层析成像波生成器108和检测器112放置于相应UAV 102、104上的不同位置来克服UAV 102、104阻挡层析成像波生成器108和检测器112的视线的问题。例如，图4例示出水平延伸(例如，至图中)的涡轮叶片402的横截面，且第一UAV 102在叶片402上方飞行而第二UAV 104在叶片402下方飞行在图4的所例示示例中，层析成像波生成器108被附连至第一UAV 102的底侧(与图1-3类似)，但层析成像波检测器112被附连至第二UAV 104的上侧。在其他示例中，层析成像波生成器108和检测器112相对于对应UAV 102、104的位置可被翻转。如所例示示例中示出的，随着UAV 102、104相对于涡轮叶片402移动(例如，从用实线表示的位置到用虚线表示的位置)，层析成像波生成器118和层析成像波检测器112在其相应万向节系统118、120上旋转。如图5的所例示示例中示出的，在其他示例中，层析成像波生成器108和检测器112可被置于UAV 102、104的一侧，且万向节系统118、120基于UAV 102、104的位置来使层析成像波生成器108和检测器112向上或向下成角度。也可应用层析成像波生成器108和检测器112相对于UAV 102、104的其他位置和/或移动来实现本文公开的教导。
本文公开的示例取决于UAV 102、104的位置和/或移动，该位置和/或移动被精确地协调以便维持层析成像波生成器108与层析成像波检测器112之间的对准，且结构106被定位在两者之间。在一些示例中，这通过使用实时运动(RTK)卫星导航、根据所存储的与结构106相关联的飞行计划自动控制UAV 102、104来实现。RTK导航可提供小于一英寸之内的位置准确度。在一些示例中，全球定位系统(GPS)导航可提供足够的位置准确度。
在一些示例中，根据分开但互补的飞行计划来控制每个UAV 102、104。即，在一些示例中，UAV 102、104可不具有关于另一UAV的位置或飞行路径的信息。在此类示例中，UAV102、104的同步移动是每个UAV遵循互补飞行路径的结果。在一些此类示例中，除精确控制UAV 102、104的位置和移动之外，还需要同步此类移动的定时使得UAV 102、104两者在恰当的时间处于恰当的位置。在一些示例中，使用与UAV 102、104中的每一个通信的远程服务器122来实现。在一些示例中，可使用GPS定时来同步UAV 102、104的定时。
附加地或替代地，在一些示例中，UAV 102、104中的一者或两者可在飞行时确定另一UAV的位置来相应地调整其飞行路径以同步UAV的位置和移动。这可通过经由远程服务器122中继的信息来实现。在其他示例中，这可经由UAV 102、104之间的直接无线通信来实现。在其他示例中，如图1-3中示出的，UAV 102、104中的一者或两者装备有色彩图像传感器124(例如，相机)，该色彩图像传感器124可被用于检测(使用计算机视觉算法)位于UAV 102、104中的另一者上的色彩标记器126。在一些此类示例中，图像分析助益对层析成像波生成器108的精确瞄准和/或对层析成像波检测器112的精确定位(例如，基于UAV 102、104的移动和/或对应万向节系统118、120的移动)。在一些示例中，如图6中所例示的，标记器126可被附连至从UAV 102、104的主体延伸的臂状物602，以便即使在结构106位于UAV 102、104之间而阻挡UAV 102、104的主体之间的直接视线时可见。虽然图6中将臂状物602示为在水平方向上向外延伸，但臂状物602可垂直延伸或在任何其他方向上延伸。此外，可存在具有任何合适数量的标记器126的任何合适数量的臂状物602。
附加地或替代地，在一些示例中，层析成像波检测UAV 104可实现对由层析成像波检测器112检测到的层析成像波的基本实时的分析，以动态地调整层析成像波检测UAV 104的位置和/或层析成像波检测器112相对于层析成像波检测UAV 104的位置。
图7是例示出与图1-6的示例UAV 102、104中的任一个相对应的UAV 700的示例实现的框图。图7的示例UAV 700包括示例层析成像设备701、示例层析成像图生成器702、示例万向节系统控制器704、示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710、示例位置分析器712、示例飞行控制器714、示例色彩图像传感器716、示例图像分析器718、以及示例数据库720。
所例示示例的示例层析成像设备701可与层析成像波生成器108(与层析成像波生成UAV 102相关联)或与层析成像波检测器112(与层析成像波检测UAV 104相关联)相对应。在一些示例中，层析成像设备701包括层析成像波生成和层析成像波检测功能两者。
虽然图7的示例UAV 700被示为表示图1-6的UAV 102、104中的任一个的示例实现，但在一些示例中，图7中示出的诸块中的一个或多个可被包括在对应的一对UAV的唯一一个中，而诸块中的其他块被限制于另一UAV。例如，示例层析成像图生成器702用于分析由层析成像波检测器112接收到的层析成像波以生成层析成像图。因此，层析成像图生成器702可不被包括在不包含层析成像波检测器112的UAV中。在一些示例中，层析成像图生成器702将多个层析成像图和/或层析成像测量的连续流组合至结构106的3D体积模型。在一些示例中，层析成像图和/或所得3D模型被存储在示例数据库720中。
在所例示的示例中，万向节系统控制器704用于控制用来相对于UAV 700稳定和/或移动层析成像设备701的万向节系统(例如，图1的万向节系统118、120)
在所例示的示例中，远程服务器通信接口706实现UAV 700与远程服务器122之间的通信。在一些示例中，与远程服务器122的通信实现UAV 700与第二UAV的同步。所例示示例的卫星通信接收器708用于接收卫星通信，该卫星通信可用于确定时间和/或UAV 700的位置以实现对UAV 700的精确控制。在所例示的示例中，UAV通信接口710实现UAV 700与第二UAV之间的通信。在一些示例中，经由短距无线电传输来实现此类通信。
所例示示例的位置分析器712用于在任何给定时间点确定UAV 700的位置。在一些示例中，基于由示例卫星通信接收器708接收的GPS信号来确定位置。在一些示例中,位置分析器712基于所接收卫星信号来实现RTK导航以增加确定UAV 700的位置的准确度。在所例示的示例中，飞行控制器714使用由位置分析器712生成的位置信息连同飞行计划来控制UAV 700的移动。在一些示例中，飞行计划可包括指示将(由层析成像波生成UAV)传送或(由层析成像波检测UAV)接收层析成像图时的定时和/或位置的信息或与指示这些定时和/位置的信息相关联。飞行计划可被存储在示例数据库720中。
在所例示的示例中，色彩图像传感器716用于捕捉围绕UAV 700的区域的色彩图像(例如，照片)。在一些示例中，色彩图像传感器716是相机。所例示示例的示例图像分析器718可分析由色彩图像传感器716捕捉的色彩图像来对示例飞行控制器714和/或万向节系统控制器704生成反馈以调整UAV 700的位置和/或层析成像设备701的位置。更具体地，在一些示例中，UAV 700色彩图像传感器716将捕捉其上置有标记器126的第二UAV的图像。使用图像分析，图像分析器718可标识标记器126以确定第二UAV(和/或，更精确地，第二UAV上携带的层析成像设备)相对于UAV 700的位置。
虽然图7中例示的示例UAV 700表示出实现图1-6的UAV 102、104的示例方式，但图7所例示的元件、进程和/或设备中的一个或多个可被组合、拆分、重新布置、省略、消除和/或以任何方式被实现。此外，图7的示例层析成像图生成器702、示例万向节系统控制器704、示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710、示例位置分析器712、示例飞行控制器714、示例色彩图像传感器716、示例图像分析器718、示例数据库720和/或更一般地示例UAV 700可由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合实现。因此，例如示例层析成像图生成器702、示例万向节系统控制器704、示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710、示例位置分析器712、示例飞行控制器714、示例色彩图像传感器716、示例图像分析器718、示例数据库720和/或更一般地示例UAV 700中的任何一个可由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)实现。当阅读涵盖纯软件和/或固件实现的本专利的装置或系统权利要求中的任一个时，示例层析成像图生成器702、示例万向节系统控制器704、示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710、示例位置分析器712、示例飞行控制器714、示例色彩图像传感器716、示例图像分析器718和/或示例数据库720中的至少一个由此被明确地限定为包括包含软件和/或固件的非瞬态计算机可读存储设备或存储盘(诸如，存储器、数字多功能盘(DVD)、紧凑盘(CD)、蓝光盘等等)。此外，图1-6的示例UAV 102、104可包括附加于或替代图7中所例示的那些的一个或多个元件、进程和/或设备，和/或可包括任意或所有被例示出的元件、进程和/或设备中的多于一个。
图8示出表示用于实现图1-7的UAV 102、104、700的示例机器可读指令的流程图。在本示例中，机器可读指令包括用于由处理器(诸如，结合图9在下文讨论的示例处理器平台900中示出的处理器912)执行的程序。虽然程序能以存储于诸如CD-ROM、软盘、硬驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘或与处理器912关联的存储器之类的非瞬态计算机可读存储介质上的软件来具体化，但是全部程序和/或其部分可替代地由除处理器912之外的器件执行，和/或以固件或专用硬件来具体化。此外，虽然参考图8所例示的流程图描述了示例程序，但是可替代地使用实现示例UAV 102、104、700的许多其他方法。例如，可改变框的执行次序，和/或可改变、消除或组合所描述的框中的一些框。附加地或替代地，可由被结构化为执行对应的操作而不执行软件或固件的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成模拟和/或数字电路、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、比较器、运算放大器(op-amp)、逻辑电路等)来实现框中的任何框或所有框。
如上所提及的，可使用存储于非瞬态计算机和/或机器可读介质上的经编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实现图8的示例过程，非瞬态的计算机和/或机器可读介质例如：硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或其他任何在任何时长内(例如，在扩展时间段内、永久地、在简短的实例期间、在临时缓冲和/或信息缓存期间)将信息存储于其内的存储设备或存储盘。如本文中所使用，术语非瞬态计算机可读介质被明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。“包含”和“包括”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求列出跟随任何形式的“包含”或“包括”(例如，包括、包含等)的任何内容时，要理解的是，额外的要素、项等可以存在而不超出对应权利要求的范围。如本文所使用的，当短语“至少”被用作与权利要求同步使用的转换术语时是和术语“包含”和“包括”一样的开放式的。
图8的示例程序可被同时是实现在一对两个UAV中，这两个UAV中的一个是层析成像波生成UAV 102而另一个是层析成像波检测UAV 104。出于解释的目的，将参考示例UAV700描述图8，该示例UAV 700充当层析成像波生成UAV 102或层析成像波检测UAV 104。
图8的程序始于框802，其中示例数据库720存储用于UAV 700的飞行计划。在框804处，示例飞行控制器714将邻近于结构(例如，图1的结构106)的UAV 700控制成面向结构106的相对侧的配对UAV。配对UAV与同时实现示例程序的UAV对中的另一UAV相对应。在框806处，示例过程确定UAV 700上的层析成像设备是用于生成层析成像波(例如，作为层析成像波生成器108来操作)还是用于检测层析成像波(例如，作为层析成像波检测器112来操作)。无论UAV 700的层析成像设备701对应于哪个功能(波生成或波检测)，配对UAV被配置成具有执行相反功能的互补层析成像设备。
如果层析成像设备701用于生成层析成像波(即，层析成像设备701与层析成像波生成器108相对应)，则控制前进至框808，其中示例图像分析器718检测配对UAV(即，此实例中的层析成像波检测UAV 104)相对于UAV 700的位置。在一些示例中，配对UAV的相对位置基于检测配对UAV上的经由分析由UAV 700的示例色彩图像传感器716捕捉的图像数据来标识的标记器126。在框810处，示例万向节系统控制器704使层析成像设备701(在此示例中作为层析成像波生成器108来操作)成角度以指向配对UAV上的层析成像波检测器112。在一些示例中，层析成像设备701成角度的精确方向基于框808处检测到的配对UAV的位置。在框812处，示例层析成像设备701生成用于穿过结构106的层析成像波。在框814处，示例飞行控制器714确定是否捕捉结构106的连续层析成像图。如果是，则控制前进至框816，其中示例飞行控制器714控制UAV 700的移动，同时层析成像设备701继续生成层析成像波。此后，控制前进到框818。如果示例飞行控制器714确定不捕捉结构106的连续层析成像图(框814)，则控制直接前进至框818。
在框818处，示例飞行控制器714确定是否存在另一层析成像图要捕捉。如果是，则控制前进至框820。否则，图8的示例程序结束。在框820中，示例飞行控制器714控制UAV 700向面向结构106的相对侧的配对UAV的新位置的移动。此后，控制返回至框808以重复上述过程。
返回框806，如果层析成像设备701用于检测层析成像波(即，层析成像设备701与层析成像波检测器器112相对应)，则控制前进至框822，其中示例图像分析器718检测配对UAV(即，此实例中的层析成像波生成UAV 102)相对于UAV 700的位置。在框824处，示例万向节系统控制器704使层析成像设备701(在此示例中作为层析成像波检测器112来操作)成角度以面向配对UAV上的层析成像波生成器108。在框826处，示例层析成像设备701检测穿过结构106的层析成像波。在框828处，示例飞行控制器714确定是否捕捉结构106的连续层析成像图。如果是，则控制前进至框830，其中示例飞行控制器714控制UAV 700的移动，同时层析成像设备701继续检测所生成的层析成像波。此后，控制前进到框832。如果示例飞行控制器714确定不捕捉结构106的连续层析成像图(框828)，则控制直接前进至框832。
在框832处，示例层析成像图生成器702基于检测到的层析成像波来生成层析成像图。在框834处，示例飞行控制器714确定是否存在另一层析成像图要捕捉。如果是，则控制前进至框836。否则，图8的示例程序结束。在框836中，示例飞行控制器714控制UAV 700向面向结构106的相对侧的配对UAV的新位置的移动。此后，控制返回至框822以重复上述过程。
如上所述，UAV 700在充当层析成像波生成UAV 102时实现框808-820，而在UAV700充当层析成像波检测UAV 104时实现框822-836。在一些示例中，UAV可被构造成排他地充当层析成像波生成UAV 102或层析成像波检测UAV 104。在一些此类示例中，可通过基于UAV的指定功能省略框808-820或框822-836来简化图8的示例程序。
图9是能够执行图8的指令以实现图1-7的UAV 102、104、700的示例处理器平台900的框图。处理器平台900可以是例如服务器、个人计算机、或其他任何类型的计算设备。
所例示的示例的处理器平台900包括处理器912。所例示的示例的处理器912是硬件。例如，处理器912可由来自任何所期望的家族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实现。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，硅基)器件。在此示例中，处理器实现示例层析成像图生成器702、示例万向节系统控制器704、示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710、示例位置分析器712、示例飞行控制器714、示例色彩图像传感器716、以及示例图像分析器718。
所例示示例的处理器912包括本地存储器913(例如，高速缓存)。所例示示例的处理器912经由总线918与包括易失性存储器914和非易失性存储器916的主存储器通信。易失性存储器914可由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其他类型的随机存取存储器设备实现。非易失性存储器916可由闪存和/或任何其他所期望类型的存储器设备实现。由存储器控制器控制对主存储器914、916的访问。
所例示示例的处理器平台900还包括接口电路920。接口电路920可由任何类型的接口标准实现，诸如，以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI快速接口。
在所例示的示例中，一个或多个输入设备922被连接至接口电路920。(诸)输入设备922准许用户将数据和/或命令输入至处理器912中。(多个)输入设备可以由例如音频传感器、麦克风、相机(静止的或视频)、键盘、按钮、鼠标、触屏、轨迹板、轨迹球、等点鼠标和/或语音识别系统实现。
一个或多个输出设备924也被连接至所例示的示例的接口电路920。输出设备924可例如由显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)实现。因此，所例示示例中的接口电路920典型地包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片和/或图形驱动器处理器。
所例示的示例的接口电路920还包括诸如传送机、接收机、收发机、调制解调器和/或网络接口卡之类的通信设备，以促进经由网络926(例如，以太网连接、数字订户线路(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等等)与外部机器(例如，任何种类的计算设备)交换数据。在此示例中，接口电路920实现示例远程服务器通信接口706、示例卫星通信接收器708、示例UAV通信接口710。
所例示示例的处理器平台900还包括一个或多个用于存储软件和/或数据的大容量存储设备928。此类大容量存储设备928的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、紧凑盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字多功能盘(DVD)驱动器。在此示例中，大容量存储设备928包括示例数据库720。
图8的经编码指令932可被存储在大容量存储设备928中，存储在易失性存储器914中，存储在非易失性存储器916中和/或存储在诸如CD或DVD之类的可移除有形计算机可读存储介质上。
从前述内容将理解，已公开了能够将两个UAV同步控制到结构的任一侧以使用由两个UAV中的不同的一个携带的互补层析成像设备(例如，层析成像波生成器和层析成像波检测器)来实现层析成像的示例方法、装置和制品。所公开的示例实现了对结构内部的扫描和成像，以便与使用限于结构外部的传统视觉检查可能得到的细节相比，提供关于物体的结构完整性的更多细节。此外，可执行对结构的连续层析成像以捕捉结构的至少一个延长区段的完整体积。
示例1是一种装置，包括飞行控制器，该飞行控制器由至少一个处理器实现，用于控制邻近于结构的第一无人机。装置进一步包括第一层析成像设备，该第一层析成像设备被安装到第一无人机。第一层析成像设备用于以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至安装在第二无人机上的第二层析成像设备以生成结构的层析成像图，或者(b)检测来自安装在第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成结构的层析成像图。
示例2包括示例1的主题，并且进一步包括第一无人机上将由第二无人机上的图像传感器标识的标记器。
示例3包括示例2的主题，其中标记器被附连至从第一无人机的主体向外延伸的臂状物。
示例4包括示例1的主题，并且进一步包括图像传感器，该图像传感器用于捕捉第二无人机的图像；以及图像分析器，该图像分析器用于标识第二无人机上的标记器以确定第二无人机相对于第一无人机的位置的位置。
示例5包括示例1-4中任一项的主题，并且进一步包括万向节系统，该万向节系统用于控制第一层析成像设备相对于第一无人机的角度。
示例6包括示例1-5中任一项的主题，其中在飞行控制器控制第一无人机相对于结构的移动的同时，第一层析成像设备用于传送层析成像波或检测层析成像波中的至少一者。第二无人机用于与第一无人机同步移动以使结构维持在第一无人机与第二无人机之间。
示例7包括示例6的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的圆周路径。
示例8包括示例6的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的螺旋路径。
示例9包括示例6的主题，其中第一无人机和第二无人机的移动遵循平行于结构的纵向长度而延伸的路径。
示例10包括示例1-9中任一项的主题，其中层析成像图是在第一无人机处于相对于结构的第一位置时捕捉的第一层析成像图。飞行控制器用于控制第一无人机向相对于结构的第二位置的移动以使第一层析成像设备和第二层析成像设备能够捕捉第二层析成像图来与第一层析成像图组合以形成结构的三维模型。
示例11包括示例1-10中任一项的主题，其中第一层析成像设备是用于检测来自第二层析成像设备的层析成像波的层析成像波检测器。装置进一步包括与层析成像波检测器通信的层析成像图生成器，该层析成像图生成器用于基于穿过结构的检测到的层析成像波来生成层析成像图。
示例12包括示例1-10中任一项的主题，其中第一层析成像设备是用于生成要被传送至第二层析成像设备的层析成像波的层析成像波生成器。
示例13包括示例1-12中任一项的主题，其中层析成像波对应于x射线。
示例14包括示例1-12中任一项的主题，其中装置是包括第一无人机和第二无人机的系统的部分。第一无人机和第二无人机用于遵循将结构定位于第一无人机与第二无人机之间的相应第一飞行路径和第二飞行路径。
示例15是包括指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在被执行时使机器至少用于控制邻近于结构的第一无人机。指令进一步使机器用于使用第一无人机上的第一层析成像设备，进行以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至第二无人机上的第二层析成像设备以生成结构的层析成像图，或者(b)检测来自第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成结构的层析成像图。
示例16包括示例15的主题，其中指令进一步使机器用于确定第二无人机相对于第一无人机的位置的位置。
示例17包括示例16的主题，其中基于第一无人机与第二无人机之间的无线通信来确定第二无人机的位置。
示例18包括示例16的主题，其中指令进一步使机器用于使用第一无人机上的图像传感器来捕捉第二无人机的图像。指令进一步使机器用于基于对图像的分析标识第二无人机上的标记器。指令进一步使机器用于基于图像分析来确定第二无人机的位置。
示例19包括示例16-18中任一项的主题，其中指令进一步使机器用于基于第二无人机的位置经由万向节系统来调整第一层析成像设备的角度。
示例20包括示例15-19中任一项的主题，其中指令进一步使机器用于在相对于结构移动第一无人机的同时，使用第一层析成像设备来进行传送层析成像波或检测层析成像波中的至少一者。第二无人机与第一无人机同步移动以使第一层析成像设备与第二层析成像设备之间的层析成像波的传输能够穿过结构。
示例21包括示例20的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的圆周路径。
示例22包括示例20的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的螺旋路径。
示例23包括示例20的主题，其中第一无人机和第二无人机的移动遵循平行于结构的纵向长度而延伸的路径。
示例24包括示例15-23中任一项的主题，其中层析成像图是第一层析成像图。指令进一步使机器用于将第一无人机移动至邻近于结构的新位置以使第一层析成像设备和第二层析成像设备能够捕捉第二层析成像图。第一层析成像图和第二层析成像图将被组合以形成结构的三维模型。
示例25包括示例15-24中任一项的主题，其中第一层析成像设备是检测来自第二层析成像设备的层析成像波的层析成像波检测器。指令进一步使机器用于基于检测到的穿过结构的层析成像波来生成层析成像图。
示例26包括示例15-25中任一项的主题，其中层析成像波对应于x射线。
示例27是一种方法，包括通过执行至少一个处理器上的指令来控制邻近于结构的第一无人机。方法进一步包括使用第一无人机上的第一层析成像设备，进行以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至第二无人机上的第二层析成像设备以生成结构的层析成像图，或者(b)检测来自第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成结构的层析成像图。
示例28包括示例27的主题，并且进一步包括确定第二无人机相对于第一无人机的位置的位置。
示例29包括示例28的主题，其中基于第一无人机与第二无人机之间的无线通信来确定第二无人机的位置。
示例30包括示例28的主题，并且进一步包括使用第一无人机上的图像传感器来捕捉第二无人机的图像。方法还包括基于对图像的分析标识第二无人机上的标记器。方法还包括基于图像分析来确定第二无人机的位置。
示例31包括示例28-30中任一项的主题，并且进一步包括基于第二无人机的位置经由万向节系统来调整第一层析成像设备的角度。
示例32包括示例27-31中任一项的主题，其中并且进一步包括在相对于结构移动第一无人机的同时，使用第一层析成像设备来进行传送层析成像波或检测层析成像波中的至少一者。第二无人机与第一无人机同步移动以使第一层析成像设备与第二层析成像设备之间的层析成像波的传输能够穿过结构。
示例33包括示例32的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的圆周路径。
示例34包括示例32的主题，其中第一无人机和第二无人机将遵循绕结构的纵向长度的螺旋路径。
示例35包括示例32的主题，其中第一无人机和第二无人机的移动遵循平行于结构的纵向长度而延伸的路径。
示例36包括示例27-35中任一项的主题，其中层析成像图是第一层析成像图。方法进一步包括将第一无人机移动至邻近于结构的新位置以使第一层析成像设备和第二层析成像设备能够捕捉第二层析成像图。第一层析成像图和第二层析成像图将被组合以形成结构的三维模型。
示例37包括示例27-36中任一项的主题，其中第一层析成像设备是检测来自第二层析成像设备的层析成像波的层析成像波检测器。方法进一步包括基于穿过结构的检测到的层析成像波来生成层析成像图。
示例38包括示例27-37中任一项的主题，其中层析成像波对应于x射线。
示例39是一种机器可读介质，包括代码，该代码在被执行时使机器执行示例27-38中的任一项的方法。
示例40是一种方法，包括控制邻近于结构的第一无人机。方法进一步包括控制邻近于结构的第二无人机。第一无人机和第二无人机遵循将结构定位于第一无人机与第二无人机之间的相应第一飞行路径和第二飞行路径。方法进一步包括使用第一无人机上的层析成像波生成器生成层析成像波。层析成像波被引导成朝向第二无人机上的层析成像波检测器穿过结构。方法进一步包括基于由层析成像波检测器检测到的层析成像波来生成结构的层析成像图。
示例41包括示例40的主题，并且进一步包括传送第一无人机与第二无人机之间的通信以确定第一无人机或第二无人机中的第一个无人机相对于第一无人机或第二无人机中的第二个无人机的位置。
示例42包括示例41的主题，并且进一步包括使用所第一无人机或第二无人机中的第一个无人机上的图像传感器来捕捉第一无人机或第二无人机中的第二个无人机的图像。方法进一步包括基于对图像的分析来标识第一无人机或第二无人机中的第二个无人机上的标记器。方法还包括基于图像分析来确定第一无人机或第二无人机中的第二个无人机相对于第一无人机或第二无人机中的第一个无人机的位置。
示例43包括示例42的主题，并且进一步包括基于第一无人机或第二无人机中的第二个无人机的位置经由万向节系统来调整与第一无人机或第二无人机中的第一个无人机相关联的层析成像波生成器或层析成像波检测器中的第一个的角度。
示例44包括示例40-43中任一项的主题，并且进一步包括沿相应的第一和第二飞行路径移动第一无人机和第二无人机同时生成层析成像波。
示例45包括示例40-43中任一项的主题，其中第一和第二飞行路径包括绕结构的纵向长度的圆周路径。
示例46包括示例40-43中任一项的主题，其中第一和第二飞行路径包括绕结构的纵向长度的螺旋路径。
示例47包括示例40-43中任一项的主题，其中第一和第二飞行路径平行于结构的纵向长度而延伸。
示例48包括示例40-47中任一项的主题，其中层析成像图是在第一无人机和第二无人机处于邻近于结构的第一位置时捕捉的第一层析成像图。方法进一步包括将第一无人机和第二无人机移动至邻近结构的第二位置以捕捉第二层析成像图。方法还包括组合第一和第二层析成像图以形成结构的三维模型。
示例49包括示例40-48中任一项的主题，其中层析成像波对应于x射线。
尽管本文中已公开了某些示例方法、装置和制品，但本专利涵盖的范围并不限于此。相反，本专利涵盖落入本专利权利要求范围内的全部方法、装置和制品。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
飞行控制器，所述飞行控制器由至少一个处理器实现，用于控制邻近于结构的第一无人机；以及
第一层析成像设备，所述第一层析成像设备被安装到所述第一无人机，所述第一层析成像设备用于以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至安装在第二无人机上的第二层析成像设备以生成所述结构的层析成像图，或者(b)检测来自安装在第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成所述结构的层析成像图。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括所述第一无人机上将由所述第二无人机上的图像传感器标识的标记器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述标记器被附连至从所述第一无人机的主体向外延伸的臂状物。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：
图像传感器，所述图像传感器用于捕捉所述第二无人机的图像；以及
图像分析器，所述图像分析器用于标识所述第二无人机上的标记器以确定所述第二无人机相对于所述第一无人机的位置的位置。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括万向节系统，所述万向节系统用于控制所述第一层析成像设备相对于所述第一无人机的角度。
6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，在所述飞行控制器控制所述第一无人机相对于所述结构的移动的同时，所述第一层析成像设备用于传送所述层析成像波或检测所述层析成像波中的至少一项操作，所述第二无人机用于与所述第一无人机同步移动以使所述结构维持在所述第一无人机与所述第二无人机之间。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一无人机和所述第二无人机将遵循绕所述结构的纵向长度的圆周路径。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一无人机和所述第二无人机将遵循绕所述结构的纵向长度的螺旋路径。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一无人机和所述第二无人机的移动遵循平行于所述结构的纵向长度而延伸的路径。
10.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述层析成像图是在所述第一无人机处于相对于所述结构的第一位置时捕捉的第一层析成像图，所述飞行控制器用于控制所述第一无人机向相对于所述结构的第二位置的移动，以使所述第一层析成像设备和所述第二层析成像设备能够捕捉第二层析成像图来与所述第一层析成像图组合以形成所述结构的三维模型。
11.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一层析成像设备是用于检测来自所述第二层析成像设备的所述层析成像波的层析成像波检测器，所述装置进一步包括与所述层析成像波检测器通信的层析成像图生成器，所述层析成像图生成器用于基于检测到的穿过所述结构的层析成像波来生成所述层析成像图。
12.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一层析成像设备是用于生成被传送至所述第二层析成像设备的所述层析成像波的层析成像波生成器。
13.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置是包括以下各项的系统中的一部分：
所述第一无人机；以及
所述第二无人机，所述第一无人机和所述第二无人机用于遵循将所述结构定位于所述第一无人机与所述第二无人机之间的相应第一飞行路径和第二飞行路径。
14.一种方法，包括：
通过执行至少一个处理器上的指令来控制邻近于结构的第一无人机；以及
使用所述第一无人机上的第一层析成像设备，进行以下中的至少一者：(a)将层析成像波传送至第二无人机上的第二层析成像设备以生成所述结构的层析成像图，或者(b)检测来自第二无人机上的第二层析成像设备的层析成像波以生成所述结构的层析成像图。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括确定所述第二无人机相对于所述第一无人机的位置的位置。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使用所述第一无人机上的图像传感器来捕捉所述第二无人机的图像；
基于对所述图像的分析来标识所述第二无人机上的标记器；以及
基于图像分析来确定所述第二无人机的位置。
17.如权利要求14或15中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：在相对于所述结构移动所述第一无人机的同时，使用所述第一层析成像设备来进行传送所述层析成像波或检测所述层析成像波中的至少一项操作，所述第二无人机与所述第一无人机同步移动以使所述第一层析成像设备与所述第二层析成像设备之间的所述层析成像波的传输能够穿过所述结构。
18.如权利要求14或15中任一项所述的方法，其特征在于，所述层析成像图是第一层析成像图，所述方法进一步包括：
将所述第一无人机移动至邻近于所述结构的新位置，以使所述第一层析成像设备和所述第二层析成像设备能够捕捉第二层析成像图，所述第一层析成像图和所述第二层析成像图将被组合以形成所述结构的三维模型。
19.一种机器可读介质，包括代码，所述代码在被执行时使机器执行权利要求14-18中任一项所述的方法。
20.一种方法，包括：
控制邻近于结构的第一无人机；
控制邻近于所述结构的第二无人机，所述第一无人机和所述第二无人机遵循将所述结构定位于所述第一无人机与所述第二无人机之间的相应第一飞行路径和第二飞行路径；
使用所述第一无人机上的层析成像波生成器生成层析成像波，所述层析成像波被引导成朝向所述第二无人机上的层析成像波检测器穿过所述结构；以及
基于由所述层析成像波检测器检测到的所述层析成像波来生成所述结构的层析成像图。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使用所第一无人机或所述第二无人机中的第一个无人机上的图像传感器来捕捉所述第一无人机或所述第二无人机中的第二个无人机的图像；
基于对所述图像的分析来标识所述第一无人机或所述第二无人机中的所述第二个无人机上的标记器；以及
基于图像分析来确定所述第一无人机或所述第二无人机中的所述第二个无人机相对于所述第一无人机或所述第二无人机中的所述第一个无人机的位置。
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