一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，屬于基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)人員只需在地面站操縱飛行平臺(tái)，飛行平臺(tái)控制檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)任務(wù)；檢測(cè)結(jié)果傳輸給地面站，地面站對(duì)結(jié)果進(jìn)行接收顯示，檢測(cè)人員得到結(jié)果完成檢測(cè)任務(wù)。本發(fā)明解決了執(zhí)行高空檢測(cè)作業(yè)和在污染環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)時(shí)檢測(cè)人員會(huì)面臨人身危險(xiǎn)的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要用于代替人進(jìn)行高空檢測(cè)作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]遙控飛機(jī)即可以遠(yuǎn)距離控制飛行的飛行器。根據(jù)其用途和性能的差異，遙控飛機(jī)可分為玩具、航模、民用、軍用等幾類(lèi)，自從1917年第一架遙控?zé)o人飛機(jī)問(wèn)世以來(lái)，無(wú)人機(jī)已經(jīng)走過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的歷程。隨著近十幾年世界科學(xué)技術(shù)特別是信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，無(wú)人機(jī)研究、設(shè)計(jì)和制造水平得到前所未有的提高，更加智能化、多用途的無(wú)人機(jī)被研制出來(lái)并廣泛應(yīng)用于軍民用領(lǐng)域。
[0003]高空鋼結(jié)構(gòu)的金屬探傷等高空檢測(cè)作業(yè)，需要檢測(cè)人員在高空進(jìn)行作業(yè)，這無(wú)疑對(duì)檢測(cè)人員的安全造成了威脅，采用用于高空檢測(cè)的遙控飛機(jī)代替人來(lái)進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)，不僅可以方便的完成檢測(cè)任務(wù)，而且完全可以不用擔(dān)心人身安全問(wèn)題。另外環(huán)保部門(mén)也可以采用用于高空檢測(cè)的遙控飛機(jī)來(lái)解決對(duì)工廠(chǎng)排煙中(?、勵(lì)1、302、可吸入顆粒等有毒有害物質(zhì)實(shí)時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題。而在這兩個(gè)民用領(lǐng)域方面，基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)還存在空白。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的是為了解決高空鋼結(jié)構(gòu)的金屬探傷和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工業(yè)氣爐或煙囪排煙等具有危險(xiǎn)性的任務(wù)，本發(fā)明提出了采用用于高空檢測(cè)的遙控飛機(jī)來(lái)完成檢測(cè)任務(wù)。
[0005]本發(fā)明涉及一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，所述裝置包括飛行平臺(tái)、地面站以及檢測(cè)模塊；
[0006]所述飛行平臺(tái)具有遙感設(shè)備及其控制系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)遙控系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等；遙感設(shè)備用來(lái)進(jìn)行視頻采集；飛行控制系統(tǒng)用來(lái)對(duì)遙控飛機(jī)進(jìn)行飛行控制；無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)系統(tǒng)用來(lái)傳輸遙控飛機(jī)和遙感設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，遙控系統(tǒng)用來(lái)傳輸?shù)孛嬲镜闹噶?；遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)采集到的視頻信息、檢測(cè)數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行處理和傳輸；
[0007]地面站主要由筆記本電腦、遙控發(fā)射天線(xiàn)、遙控接收天線(xiàn)和遙控器組成；遙控器主要用來(lái)對(duì)飛行平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱；發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)分別用來(lái)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)；筆記本電腦用來(lái)顯示和處理接收到的視頻和檢測(cè)結(jié)果等信息；
[0008]檢測(cè)模塊是完成檢測(cè)任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)時(shí)，檢測(cè)模塊把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)接口技術(shù)和飛行平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
[0009]實(shí)際的兩個(gè)應(yīng)用如下:
[0010]高空鋼結(jié)構(gòu)金屬探傷檢測(cè)模塊組成如下4/0高速采集模塊、采樣數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)單元、微處理器或單片機(jī)、超聲波發(fā)射模塊、超聲波換能器、超聲回波接受及前置處理模塊。
[0011]工廠(chǎng)排煙中002、勵(lì)X、802等有毒有害物質(zhì)檢測(cè)模塊組成包括:氣體采樣系統(tǒng)和氣體分析儀。
[0012]本發(fā)明還提供一種根據(jù)所述裝置的檢測(cè)方法，執(zhí)行檢測(cè)過(guò)程時(shí)，檢測(cè)人員在地面站通過(guò)遙控操縱飛行平臺(tái)，通過(guò)視頻可以觀(guān)察到飛行平臺(tái)到達(dá)的位置，從而可以使飛行平臺(tái)到指定任務(wù)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)；然后通過(guò)飛行平臺(tái)向檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出檢測(cè)指令，檢測(cè)系統(tǒng)接到指令后，啟動(dòng)執(zhí)行結(jié)果執(zhí)行檢測(cè)任務(wù)；檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)斤w行平臺(tái)；飛行平臺(tái)則通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸?shù)降孛嬲?；地面站?duì)結(jié)果進(jìn)行接收，并且可以把結(jié)果進(jìn)行顯示，檢測(cè)人員就可以得到結(jié)果完成檢測(cè)任務(wù)。
[0013]實(shí)際的兩個(gè)應(yīng)用為:
[0014]當(dāng)對(duì)高空鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行金屬探傷檢測(cè)任務(wù)時(shí)，由微處理器或單片機(jī)控制超聲波發(fā)射模塊產(chǎn)生超聲波，超聲波經(jīng)反射后，由超聲回波接收及前置處理模塊進(jìn)行接收和處理，經(jīng)過(guò)八/0轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后傳送給微處理器或單片機(jī)，然后再把信號(hào)傳送給飛行平臺(tái)。
[0015]當(dāng)對(duì)工廠(chǎng)排煙中％、勵(lì)X、802等有毒有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，地面站控制飛行平臺(tái)到指定的排煙管道，然后向氣體采樣系統(tǒng)發(fā)出指令，控制高溫采樣探頭對(duì)煙氣進(jìn)行采樣；采樣后把煙氣送往氣體分析儀進(jìn)行檢測(cè)，分析儀得到的檢測(cè)結(jié)果傳輸給飛行平臺(tái)，平臺(tái)在發(fā)送到地面站進(jìn)行結(jié)果顯示。
[0016]本發(fā)明解決了執(zhí)行高空檢測(cè)作業(yè)和在污染環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)時(shí)檢測(cè)人員會(huì)面臨人身危險(xiǎn)的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明的一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法的原理示意圖；
[0019]圖2為高空鋼結(jié)構(gòu)金屬探傷檢測(cè)模塊的技術(shù)方案示意圖；
[0020]圖3為有毒有害物質(zhì)檢測(cè)模塊的技術(shù)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0022]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0023]利用基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行高空檢測(cè)作業(yè)時(shí)，地面站的檢測(cè)人員利用無(wú)線(xiàn)電控制遙控飛機(jī)到指定的高度，然后控制遙控飛機(jī)上的檢測(cè)模塊對(duì)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸傳輸給地面站，地面站接受檢測(cè)結(jié)果并顯示結(jié)果，這樣就完成了檢測(cè)任務(wù)。技術(shù)方案路線(xiàn)圖如圖1所示。
[0024]其中，飛行平臺(tái)具有遙感設(shè)備及其控制系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)遙控系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。遙感設(shè)備用來(lái)進(jìn)行視頻采集；飛行控制系統(tǒng)用來(lái)對(duì)遙控飛機(jī)進(jìn)行飛行控制；無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)系統(tǒng)用來(lái)傳輸遙控飛機(jī)和遙感設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，遙控系統(tǒng)用來(lái)傳輸?shù)孛嬲镜闹噶睿贿b感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)采集到的視頻信息、檢測(cè)數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行處理和傳輸。
[0025]地面站主要由筆記本電腦、遙控發(fā)射天線(xiàn)、遙控接收天線(xiàn)和遙控器組成。遙控器主要用來(lái)對(duì)飛行平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱；發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)分別用來(lái)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)；筆記本電腦用來(lái)顯示和處理接收到的視頻和檢測(cè)結(jié)果等信息。
[0026]檢測(cè)模塊是檢測(cè)的主要部分，是完成檢測(cè)任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。要想實(shí)現(xiàn)不同的檢測(cè)任務(wù)，我們可以更換不同的檢測(cè)模塊，這就需要我們實(shí)現(xiàn)檢測(cè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，使不同的檢測(cè)模塊都可以和飛行平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)時(shí)，檢測(cè)模塊把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)接口技術(shù)和飛行平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
[0027]高空鋼結(jié)構(gòu)金屬探傷檢測(cè)模塊的技術(shù)方案如圖2所示。當(dāng)對(duì)檢測(cè)物體進(jìn)行探傷時(shí)，由微處理器或單片機(jī)控制超聲波發(fā)射模塊產(chǎn)生超聲波，超聲波經(jīng)反射后，由超聲回波接收及前置處理模塊進(jìn)行接收和處理，經(jīng)過(guò)八/0轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后傳送給微處理器或單片機(jī)，然后再把信號(hào)傳送給飛行平臺(tái)。
[0028]工廠(chǎng)排煙中(?、勵(lì)乂、302等有毒有害物質(zhì)檢測(cè)模塊的技術(shù)方案如圖3所示。地面站控制飛行平臺(tái)到指定的排煙管道，然后向氣體采樣系統(tǒng)發(fā)出指令，控制高溫采樣探頭對(duì)煙氣進(jìn)行采樣；采樣后把煙氣送往氣體分析儀進(jìn)行檢測(cè)，分析儀得到的檢測(cè)結(jié)果傳輸給飛行平臺(tái)，平臺(tái)在發(fā)送到地面站進(jìn)行結(jié)果顯示。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述裝置包括飛行平臺(tái)、地面站以及檢測(cè)模塊； 所述飛行平臺(tái)具有遙感設(shè)備及其控制系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)遙控系統(tǒng)和遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等；遙感設(shè)備用來(lái)進(jìn)行視頻采集；飛行控制系統(tǒng)用來(lái)對(duì)遙控飛機(jī)進(jìn)行飛行控制；無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)系統(tǒng)用來(lái)傳輸遙控飛機(jī)和遙感設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，遙控系統(tǒng)用來(lái)傳輸?shù)孛嬲镜闹噶?；遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)采集到的視頻信息、檢測(cè)數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行處理和傳輸； 地面站主要由筆記本電腦、遙控發(fā)射天線(xiàn)、遙控接收天線(xiàn)和遙控器組成；遙控器主要用來(lái)對(duì)飛行平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱；發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)分別用來(lái)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)；筆記本電腦用來(lái)顯示和處理接收到的視頻和檢測(cè)結(jié)果等信息； 檢測(cè)模塊是完成檢測(cè)任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)時(shí)，檢測(cè)模塊把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)接口技術(shù)和飛行平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，其特征在于: 所述檢測(cè)模塊包括順次連接并形成循環(huán)的如下模塊:A/D高速采集模塊、采樣數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)單元、微處理器或單片機(jī)、超聲波發(fā)射模塊、超聲波換能器、超聲回波接受及前置處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙控飛機(jī)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，其特征在于: 所述檢測(cè)模塊包括氣體采樣系統(tǒng)和氣體分析儀。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的裝置的檢測(cè)方法，其特征在于: 執(zhí)行檢測(cè)過(guò)程時(shí)，檢測(cè)人員在地面站通過(guò)遙控操縱飛行平臺(tái)，通過(guò)視頻可以觀(guān)察到飛行平臺(tái)到達(dá)的位置，從而可以使飛行平臺(tái)到指定任務(wù)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)；然后通過(guò)飛行平臺(tái)向檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出檢測(cè)指令，檢測(cè)系統(tǒng)接到指令后，啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行檢測(cè)任務(wù)；檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)斤w行平臺(tái)；飛行平臺(tái)則通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸?shù)降孛嬲?；地面站?duì)結(jié)果進(jìn)行接收，并且可以把結(jié)果進(jìn)行顯示，檢測(cè)人員就可以得到結(jié)果完成檢測(cè)任務(wù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 當(dāng)對(duì)高空鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行探傷時(shí)，由微處理器或單片機(jī)控制超聲波發(fā)射模塊產(chǎn)生超聲波，超聲波經(jīng)反射后，由超聲回波接收及前置處理模塊進(jìn)行接收和處理，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后傳送給微處理器或單片機(jī)，然后再把信號(hào)傳送給飛行平臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 當(dāng)進(jìn)行工廠(chǎng)排煙中C02、NOx, SO2等有毒有害物質(zhì)檢測(cè)時(shí)，地面站控制飛行平臺(tái)到指定的排煙管道，然后向氣體采樣系統(tǒng)發(fā)出指令，控制高溫采樣探頭對(duì)煙氣進(jìn)行采樣；采樣后把煙氣送往氣體分析儀進(jìn)行檢測(cè)，分析儀得到的檢測(cè)結(jié)果傳輸給飛行平臺(tái)，平臺(tái)在發(fā)送到地面站進(jìn)行結(jié)果顯示。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104458908SQ201410682986
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】杜娟, 牛紅亮, 劉麗琴, 楊振玲, 董蕓霞 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)