CN110356586A - 一种大型飞机的无人机自动巡检系统 - Google Patents

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任利民
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明提供一种大型飞机的无人机自动巡检系统，一种大型飞机的无人机自动巡检系统，由飞行器分系统、数据链分系统、任务载荷分系统、地面分系统组成。本发明可检测飞机表面常见裂纹损伤、紧固件断头或松动损伤、腐蚀损伤、结构变形损伤、密封材料损伤和保护层损伤等，一定程度上代替常规人工目视检查，大大提高检查效率、降低飞机停机时间、减少经济损失。

Description

一种大型飞机的无人机自动巡检系统
技术领域
本发明属于无人机自动巡检系统领域，尤其涉及一种大型飞机的无人机自动巡检系统。
背景技术
无人机巡检技术融合了多个高尖领域技术，包括航空、电子、通信、电力、图像识别等，现有技术中，目前常用的方法是统筹各个巡检目标点，然后逐个计算飞行路径，将路径信息转换成导航数据信息，然后手动输入到无人机导航控制系统。
在对大型飞机的无人机自动巡检中，无人机采用多旋翼无人机系统对大型飞机进行快速全自动图像采集和处理，可用于检测飞机表面常见裂纹损伤、紧固件断头或松动损伤、腐蚀损伤、结构变形损伤、密封材料损伤和保护层损伤等，一定程度上代替常规人工目视检查，大大提高检查效率、降低飞机停机时间、减少经济损失。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种大型飞机的无人机自动巡检系统，由飞行器分系统、数据链分系统、任务载荷分系统、地面分系统组成，飞行器分系统由飞行器平台子系统、导航飞控子系统、动力装置子系统、电气子系统组成；数据链分系统由数图传一体的数据链机载端和地面端组成；任务载荷分系统由增稳云台和图像采集设备组成；地面分系统由指挥控制子系统和综合保障子系统组成，综合保障子系统具体又包括运输保障设备。
优选的，导航飞控子系统为无人机系统核心，其通过传感器获取飞机的实时位置和姿态，并根据预置航线要求进行自主飞行控制。
优选的，所述导航飞控子系统和增稳云台连接，导航飞控子系统向其发送俯仰和方位控制信号，用于云台的增稳和指向改变。
优选的，所述导航飞控子系统和数图传一体数据链机载端连接，可向地面指挥控制子系统发送遥测数据，和接收指挥控制子系统发送的遥控数据。
优选的，所述导航飞控子系统和图像采集设备连接，向其发送拍照控制指令，用于飞行过程中预定位置的拍照。
附图说明
图1是一种大型飞机的无人机自动巡检系统的原理示意图；
图2是一种大型飞机的无人机自动巡检系统原理框图；
图3是一种大型飞机的无人机自动巡检系统软件关键数据流。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1所示，一种大型飞机的无人机自动巡检系统，由飞行器分系统、数据链分系统、任务载荷分系统、地面分系统组成，飞行器分系统由飞行器平台子系统、导航飞控子系统、动力装置子系统、电气子系统组成；数据链分系统由数图传一体的数据链机载端和地面端组成；任务载荷分系统由增稳云台和图像采集设备(相机)组成；地面分系统由指挥控制子系统和综合保障子系统组成，综合保障子系统具体又包括运输保障设备。
如附图2所示，导航飞控子系统为无人机系统核心，其通过传感器获取飞机的实时位置和姿态，并根据预置航线要求进行自主飞行控制；导航飞控子系统和ESC(电子调速器)连接，向其发送转速控制信号，用于飞行姿态和航迹控制；导航飞控子系统和增稳云台连接，向其发送俯仰和方位控制信号，用于云台的增稳和指向改变；导航飞控子系统和相机连接，向其发送拍照控制指令，用于飞行过程中预定位置的拍照；相机和数图传一体数据链机载端连接，可将图像画面经数据链实时发送至地面指挥控制子系统；导航飞控子系统和数图传一体数据链机载端连接，可向地面指挥控制子系统发送遥测数据，和接收指挥控制子系统发送的遥控数据。
如附图3所示，一种大型飞机的无人机自动巡检系统软件关键数据流，分为机上软件和地面软件，机上导航软件利用传感器数据和机上预置的大型飞机三维模型数据解算无人机相对飞机的位置、以及飞行姿态数据；预置航线是针对特定机型提前规划并存储在无人机飞控计算机中，预置航线内的位置信息和导航算法解算出的位置信息协调一致，按相对飞机的位置进行规划。飞行控制软件根据导航算法给出的当前位置和预置航线比对，解算相应的制导律引导飞行并给出图像采集控制指令(用于相机的拍照控制)，同时飞行控制软件根据无人机当前姿态和制导律解算结果，解算相应的控制律(包含云台增稳控制律)，给出飞行控制指令和云台增稳控制指令。
地面指挥控制软件通过无线数据传输和飞行控制软件交互数据，对无人机进行监控和管理，其中管理主要包括预置大型飞机三维模型管理、预置航线管理、飞行控制软件参数管理等。后台图像数据处理软件通过无线数据传输实时或事后获取无人机采集的大型飞机图像数据，并进行后台人工或自动图像拼接、损伤识别、评估等处理。
本发明的有益效果为：可检测飞机表面常见裂纹损伤、紧固件断头或松动损伤、腐蚀损伤、结构变形损伤、密封材料损伤和保护层损伤等，一定程度上代替常规人工目视检查，大大提高检查效率、降低飞机停机时间、减少经济损失。
需要说明的是，在本文中，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种大型飞机的无人机自动巡检系统，由飞行器分系统、数据链分系统、任务载荷分系统、地面分系统组成，其特征在于，飞行器分系统由飞行器平台子系统、导航飞控子系统、动力装置子系统、电气子系统组成；数据链分系统由数图传一体的数据链机载端和地面端组成；任务载荷分系统由增稳云台和图像采集设备组成；地面分系统由指挥控制子系统和综合保障子系统组成，综合保障子系统具体又包括运输保障设备。
2.根据权利要求1所述的一种大型飞机的无人机自动巡检系统，其特征在于，导航飞控子系统为无人机系统核心，其通过传感器获取飞机的实时位置和姿态，并根据预置航线要求进行自主飞行控制。
3.根据权利要求1所述的一种大型飞机的无人机自动巡检系统，其特征在于，所述导航飞控子系统和增稳云台连接，导航飞控子系统向其发送俯仰和方位控制信号，用于云台的增稳和指向改变。
4.根据权利要求1所述的一种大型飞机的无人机自动巡检系统，其特征在于，所述导航飞控子系统和数图传一体数据链机载端连接，可向地面指挥控制子系统发送遥测数据，和接收指挥控制子系统发送的遥控数据。
5.根据权利要求1所述的一种大型飞机的无人机自动巡检系统，其特征在于，所述导航飞控子系统和图像采集设备连接，向其发送拍照控制指令，用于飞行过程中预定位置的拍照。
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