一种大桥模型构建方法、系统、存储介质及智能终端与流程

专利2023-10-03  103



1.本技术涉及物体建模技术的领域,尤其是涉及一种大桥模型构建方法、系统、存储介质及智能终端。


背景技术:

2.数字孪生,是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。跨海大桥由于所处地理环境复杂多样,不易进行系统设计改动,为了提高设计效率以及节约成本,引入了数字孪生技术的使用。
3.相关技术中,对大桥进行数字孪生模型建立时,利用大桥的物理模型以对数字孪生模型进行建立,而目前大桥物理模型的构建方法一般是通过无人机进行图像采集并通过图像拟合以进行模型建立,无人机图像采集时,无人机从大桥一端沿大桥长度方向移动至另一端,并于另一端更换周向方位后再沿带澳长度方向移动回来,往复上述操作直至实现对大桥各位置图像的获取。
4.针对上述中的相关技术,发明人认为由于大桥的整体长度较长,无人机飞行一个来回所需的时间较长,而在该时间内大桥端部的特征可能会出现一定变化,此时同一位置于周向不同方位采集的图像容易存在差异,导致同一位置的图像不易进行拟合,从而使得大桥物理模型建模较为困难,尚有改进空间。


技术实现要素:

5.为了便于对大桥的模型进行构建,本技术提供一种大桥模型构建方法、系统、存储介质及智能终端。
6.第一方面,本技术提供一种大桥模型构建方法,采用如下的技术方案:一种大桥模型构建方法,包括:获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息;根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息;根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息;于完成信号输出后控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点。
7.通过采用上述技术方案,先获取桥液距离信息以确定海水淹没桥墩的高度,从而根据桥墩裸露于空气中的部分进行移动路径的设置,以使无人机飞行过程中能够较好的对大桥图像进行获取,根据桥面宽度以及无人机在桥墩处的飞行路径以确定无人机于大桥周向上的移动轨迹,以使无人机能沿大桥长度方向移动一定距离后控制无人机于大桥周向上移动以对大桥图像进行获取,从而使得大桥的模型能根据无人机于大桥长度方向上的移动情况进行实时建立,以便于实现对大桥物理模型的构建。
8.可选的,无人机移动方法包括:于无人机从侧部路径信息所对应路径移动至桥下路径信息所对应路径时获取于桥下路径信息所对应路径的移动方向上的障碍距离信息;判断障碍距离信息所对应距离值是否大于所预设的基准值;若障碍距离信息所对应距离值大于基准值,则输出无障碍信号并控制无人机于桥下路径信息所对应路径移动;若障碍距离信息所对应距离值不大于基准值,则输出桥墩信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且将检测方向的反方向更新为新的检测方向以供无人机继续于检测轨迹信息所对应轨迹上移动,直至输出无障碍信号。
9.通过采用上述技术方案,对无人机移动至桥下路径信息所对应路径时移动方向上的障碍距离进行检测以判断无人机是否移动至桥墩处,以使无人机移动至桥墩处时能继续对大桥图像进行有序获取。
10.可选的,无人机移动方法还包括:获取无人机的当前位置信息;于预设正序时间轴上划分时间范围为预设固定宽度值的检测区间,并于检测区间内输出第一个桥墩信号时获取桥面风向信息;根据桥面风向信息所对应的方向与固定方向以确定方向夹角信息;判断方向夹角信息所对应夹角角度是否大于所预设的直角角度;若方向夹角信息所对应夹角角度不大于直角角度,则输出顺风信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且进行检测方向的更新;若方向夹角信息所对应夹角角度大于直角角度,则将无人机当前位置定义为基点,并控制无人机于基点处沿固定方向反方向移动直至输出无障碍信号,且定义输出无障碍信号时无人机的位置为拐点;根据基点、拐点以及预设第一横向路径范围以确定第一横向边界信息,并控制无人机于第一横向边界信息所对应边界移动,且于无人机再次移动至基点后控制无人机沿固定方向移动固定距离,并进行检测方向的更新。
11.通过采用上述技术方案,当刚开始检测到桥墩处时,对风向进行判断,以使风向与无人机检测方向不一致时先对桥底图像进行获取,以使无人机能减缓往固定方向的移动时间,以使后续风向有可能出现改变以减少无人机逆风飞行的可能性。
12.可选的,于顺风信号输出后,无人机的移动方法还包括:于无人机沿固定方向移动过程中判断是否始终存在桥墩信号;若无人机沿固定方向移动过程中始终存在桥墩信号,则控制无人机沿固定方向移动,直至移动距离为固定距离;
若无人机沿固定方向移动过程中未始终存在桥墩信号,则于桥墩信号消失时将无人机当前位置定义为失点,并根据失点与所预设的第二横向路径范围以确定第二横向边界信息;控制无人机于失点处沿第二横向边界信息所对应边界线移动,且于无人机再次移动至失点后控制无人机继续向固定方向移动。
13.通过采用上述技术方案,当无人机顺风飞行经过桥墩后,能控制无人机对桥底图像进行获取,以减少模型缺失的情况发生。
14.可选的,于无人机再次移动至失点后,无人机向固定方向移动的方法包括:获取无人机向固定方向移动并定义出失点前的初始位置信息;根据初始位置信息所对应位置与失点计算以确定移动距离信息;计算固定距离与移动距离信息所对应距离的差值以确定所需距离信息;控制无人机向固定方向移动所需距离信息所对应距离,并将移动后无人机所处位置更新为起始点,以控制无人机继续沿检测方向移动。
15.通过采用上述技术方案,对顺风飞行的无人机桥底图像采集后的移动进行控制,以使无人机后续检测所拍摄的图像能与之前的图像进行有效拟合。
16.可选的,无人机的移动方法还包括:获取无人机的剩余电量信息;于无人机处于起始点时判断剩余电量信息所对应电量值是否大于所预设的下限电量值;若剩余电量信息所对应电量值大于下限电量值,则维持无人机正常移动作业;若剩余电量信息所对应电量值不大于下限电量值,则将固定方向上所预设的最靠近当前无人机位置的充电点定义为相邻点,并根据起始点与相邻点进行计算以确定两者于固定方向上的横向距离信息;根据横向距离信息所对应距离与固定距离进行计算以确定检测次数信息,并根据预设电量数据库中所存储的检测次数信息与作业电量信息匹配分析以确定检测次数信息相对应的作业电量信息;判断剩余电量信息所对应电量值是否大于作业电量信息所对应电量值;若剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值,则控制无人机正常移动作业;若剩余电量信息所对应电量值不大于作业电量信息所对应电量值,则将当前起始点标记为断点,并控制无人机于断点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于预设作业值时控制无人机移动至断点继续正常移动作业。
17.通过采用上述技术方案,对无人机飞行时的电量进行获取,以使无人机电量不足时控制无人机移动至所设置的充电点进行充电作业,减少无人机飞行过程中电量不足而发生坠落的情况。
18.可选的,当剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值时,无人机的移动方法还包括:判断横向距离信息所对应距离值是否大于固定距离;若横向距离信息所对应距离值大于固定距离,则控制无人机正常移动作业;
若横向距离信息所对应距离值不大于固定距离,则将无人机当前起始点标记为变点,并控制无人机于变点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于作业值时控制无人机移动至变点继续正常移动作业。。
19.通过采用上述技术方案,使电量较低的无人机靠近充电点时能移动至充电点进行充电作业,以便于无人机后续对大桥图像进行获取。
20.第二方面,本技术提供一种大桥模型构建系统,采用如下的技术方案:一种大桥模型构建系统,包括:获取模块,用于获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;处理模块,与获取模块连接,用于信息的存储和处理;处理模块根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息;处理模块根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息;处理模块根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;处理模块控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息;于完成信号输出后处理模块控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点。
21.通过采用上述技术方案,获取模块先获取桥液距离信息以确定海水淹没桥墩的高度,从而使处理模块根据桥墩裸露于空气中的部分进行移动路径的设置,以使无人机飞行过程中能够较好的对大桥图像进行获取,处理模块根据桥面宽度以及无人机在桥墩处的飞行路径以确定无人机于大桥周向上的移动轨迹,以使无人机能沿大桥长度方向移动一定距离后控制无人机于大桥周向上移动以对大桥图像进行获取,从而使得大桥的模型能根据无人机于大桥长度方向上的移动情况进行实时建立,以便于实现对大桥物理模型的构建。
22.第三方面,本技术提供一种智能终端,采用如下的技术方案:一种智能终端,包括存储器和处理器,存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述任一种大桥模型构建方法的计算机程序。
23.通过采用上述技术方案,通过智能终端的使用,先获取桥液距离信息以确定海水淹没桥墩的高度,从而根据桥墩裸露于空气中的部分进行移动路径的设置,以使无人机飞行过程中能够较好的对大桥图像进行获取,根据桥面宽度以及无人机在桥墩处的飞行路径以确定无人机于大桥周向上的移动轨迹,以使无人机能沿大桥长度方向移动一定距离后控制无人机于大桥周向上移动以对大桥图像进行获取,从而使得大桥的模型能根据无人机于大桥长度方向上的移动情况进行实时建立,以便于实现对大桥物理模型的构建。
24.第四方面,本技术提供一种计算机存储介质,能够存储相应的程序,具有便于对大桥的模型进行构建的特点,采用如下的技术方案:一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行上述任一种大桥模型构建方法的计算机程序。
25.通过采用上述技术方案,存储介质中有大桥模型构建方法的计算机程序,先获取桥液距离信息以确定海水淹没桥墩的高度,从而根据桥墩裸露于空气中的部分进行移动路径的设置,以使无人机飞行过程中能够较好的对大桥图像进行获取,根据桥面宽度以及无人机在桥墩处的飞行路径以确定无人机于大桥周向上的移动轨迹,以使无人机能沿大桥长度方向移动一定距离后控制无人机于大桥周向上移动以对大桥图像进行获取,从而使得大桥的模型能根据无人机于大桥长度方向上的移动情况进行实时建立,以便于实现对大桥物理模型的构建。
26.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:1.利用无人机周向移动着向大桥长度方向移动以使大桥模型能跟随无人机移动而实时建立,从而便于实现对大桥物理模型的构建;2.于无人机飞行过程中对风向进行确定,以控制无人机根据不同风向情况对桥墩进行不同先后顺序的检测,以提高无人机移动过程中减少能源消耗的可能性;3.于无人机飞行过程中可对无人机电量进行确定,以减少无人机飞行过程中出现电量不足而坠落的情况,提高无人机检测的准确性。
附图说明
27.图1是大桥模型构建方法的流程图。
28.图2是无人机飞行路径示意图。
29.图3是桥墩处检测方法的流程图。
30.图4是无人机于桥墩处的飞行路径示意图。
31.图5是无人机逆风飞行方法的流程图。
32.图6是风向逆风时无人机飞行路径示意图。
33.图7是无人机顺风飞行方法的流程图。
34.图8是风向顺风时无人机飞行路径示意图。
35.图9是无人机顺风飞行位置修正确定方法的流程图。
36.图10是无人机飞行过程电量监测方法的流程图。
37.图11是无人机充电移动方法的流程图。
38.图12是大桥模型构建方法的模块流程图。
具体实施方式
39.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-12及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
40.下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
41.本技术实施例公开一种大桥模型构建方法,在无人机于大桥上飞行对大桥图像进行采集时,控制无人机于大桥长度方向上的若干点位进行周向移动采集图像,以使无人机沿大桥长度方向移动时能实时对大桥图像进行拟合处理,从而便于实现大桥物理模型的构建。
42.参照图1,大桥模型构建的方法流程包括以下步骤:
步骤s100:获取桥液距离信息以及桥面宽度信息。
43.桥液距离信息所对应距离为大桥桥面的反面与海面之间的距离,可通过在大桥桥面的反面安装红外测距装置以实现,桥面宽度信息所对应宽度为大桥桥面的宽度,可通过大桥设计图纸情况以获取。
44.步骤s101:根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息。
45.占比值为工作人员所设定的小于1的比例值,根据占比值可确定出无人机距离桥面反面的飞行距离值,计算方法为桥液距离信息所对应距离乘以占比值,桥下路径信息所对应路径为桥下沿桥面宽度方向供无人机飞行的路径,如图2所示。
46.步骤s102:根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息。
47.间隔值为工作人员所设定的定值,即无人机距离桥面侧壁之间的间隔值,具体数值由工作人员根据实际情况进行设定,侧部路径信息所对应路径为无人机于桥面侧部飞行时的路径,根据桥面的宽度加上间隔值进行计算以确定,如图2所示。
48.步骤s103:根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息。
49.桥上路径为工作人员所设定的供无人机于桥面上方沿桥面宽度方向进行移动的路径,且该路径于桥面的高度距离也由工作人员提前设定,检测轨迹信息为桥下路径信息所对应路径、侧部路径信息所对应路径以及桥上路径相围合形成的边缘轨迹,如图2所示。
50.步骤s104:控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息。
51.起始点为检测轨迹信息所对应轨迹上供无人机开始移动检测的点位,由工作人员根据实际情况进行设置,检测方向为工作人员所设定的顺时针方向或逆时针方向,大桥图像信息所对应图像为无人机所拍摄到的大桥图像,当无人机再次移动至起始点时说明无人机已经对当前所处位置的大桥的周向图像进行获取,此时输出完成信号以对该情况进行说明,并根据当前周向移动过程中所获取的图像进行拟合以对大桥模型进行实时建立,大桥模型信息所对应模型即通过无人机图像进行拟合后所构建的模型,根据图像拟合以构建模型的方法为本领域人员常规技术手段,不作赘述。
52.步骤s105:于完成信号输出后控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点。
53.固定方向为沿大桥长度方向移动的方向,由工作人员根据大桥长度朝向进行定义,固定距离为定值,为工作人员根据无人机图像采集情况所设定的数值,使得无人机移动固定距离后所采集的图像能与之前的图像有一定重合,以便于对图像进行拟合以实现模型构建;将无人机移动后的位置更新为新的起始点以使检测轨迹信息所对应轨迹能跟随起始点进行更新,如图2所示,从而使得无人机能继续于大桥当前长度位置对大桥进行周向移动检测,结束点为工作人员所设置的大桥长度方向上不为无人机开始检测的一端上与起始点相对的点位,具体点位由工作人员根据大桥实际长度进行确定,以使无人机能不断实现起始点的更新直至对大桥检测完全。
54.参照图3,无人机移动方法包括:步骤s200:于无人机从侧部路径信息所对应路径移动至桥下路径信息所对应路径时获取于桥下路径信息所对应路径的移动方向上的障碍距离信息。
55.当无人机从侧部路径信息所对应路径移动至桥下路径信息所对应路径时,说明无人机后面的移动路径为桥下路径信息所对应路径,此时的移动方向为桥下路径信息所对应路径上朝向大桥另一侧的方向,障碍距离信息所对应距离为无人机与朝向大桥另一侧方向上障碍物之间的距离,可通过在无人机侧部安装红外测距仪以实现。
56.步骤s201:判断障碍距离信息所对应距离值是否大于所预设的基准值。
57.基准值是工作人员所设定的前方存在影响无人机移动的障碍物时的最大距离值,判断的目的是为了得知无人机于桥下路径信息所对应路径移动是否会受到障碍物的影响,即判断无人机是否移动至桥墩处。
58.步骤s2011:若障碍距离信息所对应距离值大于基准值,则输出无障碍信号并控制无人机于桥下路径信息所对应路径移动。
59.当障碍距离信息所对应距离值大于基准值时,说明无人机于桥下路径信息所对应路径上移动的移动方向上不存在影响无人机移动的障碍物,即此处不为大桥的桥墩处,此时输出无障碍信号以对该情况进行标识,以控制无人机能于桥下路径信息所对应路径移动实现对桥底面图像的采集。
60.步骤s2012:若障碍距离信息所对应距离值不大于基准值,则输出桥墩信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且将检测方向的反方向更新为新的检测方向以供无人机继续于检测轨迹信息所对应轨迹上移动,直至输出无障碍信号。
61.当障碍距离信息所对应距离值不大于基准值时,说明无人机于桥下路径信息所对应路径上移动的移动方向上存在影响无人机移动的障碍物,即此处为大桥的桥墩处,此时输出桥墩信号以对该情况进行标识,以控制无人机沿固定方向移动固定距离实现无人机沿大桥长度方向对大桥进行图像采集,且将检测方向的反方向更新为新的检测方向以使无人机避开桥墩对该周向上大桥的其他位置进行检测,直至输出无障碍信号以确定无人机经过桥墩处,无人机桥墩处移动轨迹如图4所示。
62.参照图5,无人机移动方法还包括:步骤s300:获取无人机的当前位置信息。
63.当前位置信息所对应位置为无人机于飞行过程中所处的实时位置,可通过在无人机上安装定位装置以实现,为本领域技术人员常规技术手段,不作赘述。
64.步骤s301:于预设正序时间轴上划分时间范围为预设固定宽度值的检测区间,并于检测区间内输出第一个桥墩信号时获取桥面风向信息。
65.正序时间轴为时间流逝方向上的时间轴,固定宽度值为工作人员所设定的定值,检测区间为正序时间轴上范围为固定宽度值的区间,且检测区间的末端始终跟随时间点同步移动,当检测区间内输出第一个桥墩信号时,说明无人机刚移动至桥墩处,桥面风向信息所对应方向为大桥所受风力的反向,可通过在大桥上安装风向标以获取,并将风向检测结果通过无线传输至无人机上。
66.步骤s302:根据桥面风向信息所对应的方向与固定方向以确定方向夹角信息。
67.方向夹角信息所对应角度值为桥面风向信息所对应方向与固定方向之间的夹角
角度,可通过对两个方向情况进行比较以确定。
68.步骤s303:判断方向夹角信息所对应夹角角度是否大于所预设的直角角度。
69.直角角度为工作人员所设定的90
°
角,判断的目的是为了得知当无人机往固定方向移动时,无人机是为顺风飞行还是逆风飞行。
70.步骤s3031:若方向夹角信息所对应夹角角度不大于直角角度,则输出顺风信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且进行检测方向的更新。
71.当方向夹角信息所对应夹角角度不大于直角角度时,说明此时无人机向固定方向移动为顺风飞行,此时输出顺风信号以对该情况进行标识,以控制无人机沿固定方向移动实现顺风飞行,减少无人机克服风力所需消耗的能源。
72.步骤s3032:若方向夹角信息所对应夹角角度大于直角角度,则将无人机当前位置定义为基点,并控制无人机于基点处沿固定方向反方向移动直至输出无障碍信号,且定义输出无障碍信号时无人机的位置为拐点。
73.当方向夹角信息所对应夹角角度大于直角角度时,说明此时无人机向固定方向移动为逆风飞行,此时将无人机当前位置定义为基点以进行标识,以控制无人机从基点向固定方向反方向移动以实现顺风方向,且实时检测朝向桥墩方向的距离,当输出无障碍信号时说明无人机已经移动出桥墩所处范围,此时将该位置定义为拐点进行标识,以便于无人机后续飞行检测。
74.步骤s304:根据基点、拐点以及预设第一横向路径范围以确定第一横向边界信息,并控制无人机于第一横向边界信息所对应边界移动,且于无人机再次移动至基点后控制无人机沿固定方向移动固定距离,并进行检测方向的更新。
75.第一横向路径范围为工作人员所设定的对桥墩处进行检测时的检测范围,如图6所示,利用基点以及拐点以确定第一横向路径范围的侧边位置以及角点位置,从而实现第一横向路径范围于大桥桥墩处位置的确定,根据第一横向路径范围的边界线以确定第一横向边界信息,以控制无人机沿第一横向边界信息所对应的边界线移动实现无人机先对两个桥墩中间大桥底部的图像进行检测,以使无人机再次移动至基点后能控制无人机继续沿固定方向移动,此时先进行两个桥墩中间部分图像的检测可使后续无人机向固定方向移动时有可能已经出现风向的转化,使得无人机有可能能顺风飞行。
76.参照图7,于顺风信号输出后,无人机的移动方法还包括:步骤s400:于无人机沿固定方向移动过程中判断是否始终存在桥墩信号。
77.当输出顺风信号时,说明无人机此时沿固定方向移动对大桥进行检测,此时判断的目的是为了得知无人机在沿固定方向移动的过程中是否已经脱离桥墩的覆盖范围。
78.步骤s4001:若无人机沿固定方向移动过程中始终存在桥墩信号,则控制无人机沿固定方向移动,直至移动距离为固定距离。
79.当无人机沿固定方向移动过程中始终存在桥墩信号时,说明在当前往固定方向移动固定距离的过程中未脱离桥墩的覆盖范围,此时正常控制无人机沿固定方向移动固定距离即可。
80.步骤s4002:若无人机沿固定方向移动过程中未始终存在桥墩信号,则于桥墩信号消失时将无人机当前位置定义为失点,并根据失点与所预设的第二横向路径范围以确定第二横向边界信息。
81.当无人机沿固定方向移动过程中未始终存在桥墩信号时,说明无人机往固定方向移动一定距离后脱离桥墩覆盖范围,此时将桥墩信号消失时无人机的位置定义为失点以对无人机脱离桥墩覆盖范围的位置进行确定;第二横向路径范围为无人机对两个桥墩中部的图像进行检测的移动范围,根据失点的位置以确定第二横向路径范围的角点,以确定无人机对桥墩中部进行检测的边界路径,记录该边界的信息即第二横向边界信息。
82.步骤s401:控制无人机于失点处沿第二横向边界信息所对应边界线移动,且于无人机再次移动至失点后控制无人机继续向固定方向移动。
83.参照图8,控制无人机于失点处沿第二横向边界信息所对应边界移动以实现无人机脱离桥墩覆盖范围后对两个桥墩中间的大桥图像进行获取,于无人机再次移动至失点时说明无人机已经对两个桥墩中间的大桥图像采集完毕,此时控制无人机继续向固定方向移动以实现对大桥剩余部分的图像进行采集即可。
84.参照图9,于无人机再次移动至失点后,无人机向固定方向移动的方法包括:步骤s500:获取无人机向固定方向移动并定义出失点前的初始位置信息。
85.当无人机再次移动至失点后,说明无人机已经对两个桥墩中间的图像进行采集,此时需要控制无人机正常进行后续检测;初始位置信息所对应位置为无人机向固定方向移动固定距离过程中并定义出失点时,无人机向固定方向开始移动前的位置,如图8所示。
86.步骤s501:根据初始位置信息所对应位置与失点计算以确定移动距离信息。
87.移动距离信息所对应距离为无人机向固定方向移动固定距离的过程中移动到失点所经过的距离值,通过失点位置坐标以及初始位置信息所对应位置坐标进行计算以获取。
88.步骤s502:计算固定距离与移动距离信息所对应距离的差值以确定所需距离信息。
89.所需距离信息所对应距离为无人机向固定方向移动固定距离过程中还需移动的距离值,由固定距离减去移动距离信息所对应距离值以确定。
90.步骤s503:控制无人机向固定方向移动所需距离信息所对应距离,并将移动后无人机所处位置更新为起始点,以控制无人机继续沿检测方向移动。
91.控制无人机向固定方向移动所需距离信息所对应的距离以使无人机能移动至合适位置对大桥进行图像获取,此时将该位置更新为起始点以使无人机能于当前位置对大桥进行正常的周向检测。
92.参照图10,无人机的移动方法还包括:步骤s600:获取无人机的剩余电量信息。
93.剩余电量信息所对应电量值为无人机当前可供使用的电量值,通过在无人机供电设备上安装电量监测设备以获取。
94.步骤s601:于无人机处于起始点时判断剩余电量信息所对应电量值是否大于所预设的下限电量值。
95.下限电量值为无人机电量较差,需要进行充电时的最高电量,无人机移动至起始点时对电量进行判断以确定无人机是沿周向移动对大桥进行检测还是要进行充电作业。
96.步骤s6011:若剩余电量信息所对应电量值大于下限电量值,则维持无人机正常移动作业。
97.当剩余电量信息所对应电量值大于下限电量值时,说明无人机剩余电量能够使无人机正常进行检测作业,此时维持无人机正常移动作业即可。
98.步骤s6012:若剩余电量信息所对应电量值不大于下限电量值,则将固定方向上所预设的最靠近当前无人机位置的充电点定义为相邻点,并根据起始点与相邻点进行计算以确定两者于固定方向上的横向距离信息。
99.当剩余电量信息所对应电量值不大于下限电量值时,说明无人机需要进行充电处理,此时判断无人机是否能于电量消耗完全前正常作业而移动至前方的充电处;充电点为能对无人机进行充电操作的点位,于大桥长度方向上间隔一定距离设置有一个充电点,将固定方向上最接近当前无人机位置的充电点定义为相邻点以对无人机移动方向前方距离无人机最近的充电点进行标识,实现对不同充电点的区分;横向距离信息所对应距离为起始点与相邻点于固定方向上的距离,可通过两者坐标于固定方向上的投影坐标进行计算以确定。
100.步骤s602:根据横向距离信息所对应距离与固定距离进行计算以确定检测次数信息,并根据预设电量数据库中所存储的检测次数信息与作业电量信息匹配分析以确定检测次数信息相对应的作业电量信息。
101.检测次数信息所对应次数为无人机以沿固定方向移动固定距离的工作状态移动至相邻点所需移动的次数值,通过横向距离信息所对应距离值除以固定距离并向上取整以获取,作业电量信息所对应电量值为无人机移动作业检测次数信息所对应次数所需损耗的电量值,通过工作人员提前进行多次试验以获取两者对应关系,并根据两者对应关系进行电量数据库的建立,数据库的建立方法为本领域技术人员常规技术手段,不作赘述。
102.步骤s603:判断剩余电量信息所对应电量值是否大于作业电量信息所对应电量值。
103.判断的目的是为了得知无人机是否能于正常作业的情况下移动至相邻点。
104.步骤s6031:若剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值,则控制无人机正常移动作业。
105.当剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值时,说明无人机能于正常作业的情况下移动至相邻点,此时控制无人机正常移动作业即可。
106.步骤s6032:若剩余电量信息所对应电量值不大于作业电量信息所对应电量值,则将当前起始点标记为断点,并控制无人机于断点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于预设作业值时控制无人机移动至断点继续正常移动作业。
107.当剩余电量信息所对应电量值不大于作业电量信息所对应电量值时,说明此时无人机无法于正常作业的情况下移动至相邻点,此时将当前起始点标记为断点以对起始点进行标识定义,以控制无人机从断点移动至相邻点进行充电;作业值为无人机充电时能进行正常作业的最小电量值,当无人机剩余电量为作业值时可控制无人机重新飞回断点进行正常作业。
108.参照图11,当剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值时,无人机的移动方法还包括:步骤s700:判断横向距离信息所对应距离值是否大于固定距离。
109.判断的目的是为了得知无人机沿固定方向移动时是否靠近相邻点。
110.步骤s7001:若横向距离信息所对应距离值大于固定距离,则控制无人机正常移动作业。
111.当横向距离信息所对应距离值大于固定距离时,说明无人机此时还未靠近相邻点,此时控制无人机正常移动作业即可。
112.步骤s7002:若横向距离信息所对应距离值不大于固定距离,则将无人机当前起始点标记为变点,并控制无人机于变点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于作业值时控制无人机移动至变点继续正常移动作业。
113.当横向距离信息所对应距离值不大于固定距离时,说明无人机此时已经靠近相邻点,此时将该起始点定义为变点以对该起始点进行标识定义,以使靠近相邻点的无人机能于变点移动至相邻点进行充电,且于充电结束后能飞回变点进行正常作业。
114.参照图12,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种大桥模型构建系统,包括:获取模块,用于获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;处理模块,与获取模块连接,用于信息的存储和处理;处理模块根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息;处理模块根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息;处理模块根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;处理模块控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息;于完成信号输出后处理模块控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点;桥墩检测模块,用于检测无人机是否飞行到桥墩处,以便于对无人机移动进行控制;逆风飞行检测模块,控制无人机于逆风情况下飞行检测;顺风飞行检测模块,控制无人机于顺风情况下飞行检测;位置修正模块,用于对无人机移动位置进行修正确定,便于无人机正常对大桥进行图像拍摄;电量监测模块,用于对无人机的电量进行监测,以减少无人机飞行过程中没电而坠落的情况发生;充电移动控制模块,使电量较低的无人机接近充电点时能移动至充电点进行充电。
115.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
116.本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行大桥模型构建方法的计算机程序。
117.计算机存储介质例如包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
118.基于同一发明构思,本发明实施例提供一种智能终端,包括存储器和处理器,存储器上存储有能够被处理器加载并执行大桥模型构建方法的计算机程序。
119.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
120.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

技术特征:
1.一种大桥模型构建方法,其特征在于,包括:获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息;根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息;根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息;于完成信号输出后控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点。2.根据权利要求1所述的大桥模型构建方法,其特征在于,无人机移动方法包括:于无人机从侧部路径信息所对应路径移动至桥下路径信息所对应路径时获取于桥下路径信息所对应路径的移动方向上的障碍距离信息;判断障碍距离信息所对应距离值是否大于所预设的基准值;若障碍距离信息所对应距离值大于基准值,则输出无障碍信号并控制无人机于桥下路径信息所对应路径移动;若障碍距离信息所对应距离值不大于基准值,则输出桥墩信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且将检测方向的反方向更新为新的检测方向以供无人机继续于检测轨迹信息所对应轨迹上移动,直至输出无障碍信号。3.根据权利要求2所述的大桥模型构建方法,其特征在于, 无人机移动方法还包括:获取无人机的当前位置信息;于预设正序时间轴上划分时间范围为预设固定宽度值的检测区间,并于检测区间内输出第一个桥墩信号时获取桥面风向信息;根据桥面风向信息所对应的方向与固定方向以确定方向夹角信息;判断方向夹角信息所对应夹角角度是否大于所预设的直角角度;若方向夹角信息所对应夹角角度不大于直角角度,则输出顺风信号并控制无人机沿固定方向移动固定距离,且进行检测方向的更新;若方向夹角信息所对应夹角角度大于直角角度,则将无人机当前位置定义为基点,并控制无人机于基点处沿固定方向反方向移动直至输出无障碍信号,且定义输出无障碍信号时无人机的位置为拐点;根据基点、拐点以及预设第一横向路径范围以确定第一横向边界信息,并控制无人机于第一横向边界信息所对应边界移动,且于无人机再次移动至基点后控制无人机沿固定方向移动固定距离,并进行检测方向的更新。4.根据权利要求3所述的大桥模型构建方法,其特征在于, 于顺风信号输出后,无人机的移动方法还包括:于无人机沿固定方向移动过程中判断是否始终存在桥墩信号;若无人机沿固定方向移动过程中始终存在桥墩信号,则控制无人机沿固定方向移动,
直至移动距离为固定距离;若无人机沿固定方向移动过程中未始终存在桥墩信号,则于桥墩信号消失时将无人机当前位置定义为失点,并根据失点与所预设的第二横向路径范围以确定第二横向边界信息;控制无人机于失点处沿第二横向边界信息所对应边界线移动,且于无人机再次移动至失点后控制无人机继续向固定方向移动。5.根据权利要求4所述的大桥模型构建方法,其特征在于, 于无人机再次移动至失点后,无人机向固定方向移动的方法包括:获取无人机向固定方向移动并定义出失点前的初始位置信息;根据初始位置信息所对应位置与失点计算以确定移动距离信息;计算固定距离与移动距离信息所对应距离的差值以确定所需距离信息;控制无人机向固定方向移动所需距离信息所对应距离,并将移动后无人机所处位置更新为起始点,以控制无人机继续沿检测方向移动。6.根据权利要求1所述的大桥模型构建方法,其特征在于,无人机的移动方法还包括:获取无人机的剩余电量信息;于无人机处于起始点时判断剩余电量信息所对应电量值是否大于所预设的下限电量值;若剩余电量信息所对应电量值大于下限电量值,则维持无人机正常移动作业;若剩余电量信息所对应电量值不大于下限电量值,则将固定方向上所预设的最靠近当前无人机位置的充电点定义为相邻点,并根据起始点与相邻点进行计算以确定两者于固定方向上的横向距离信息;根据横向距离信息所对应距离与固定距离进行计算以确定检测次数信息,并根据预设电量数据库中所存储的检测次数信息与作业电量信息匹配分析以确定检测次数信息相对应的作业电量信息;判断剩余电量信息所对应电量值是否大于作业电量信息所对应电量值;若剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值,则控制无人机正常移动作业;若剩余电量信息所对应电量值不大于作业电量信息所对应电量值,则将当前起始点标记为断点,并控制无人机于断点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于预设作业值时控制无人机移动至断点继续正常移动作业。7.根据权利要求6所述的大桥模型构建方法,其特征在于,当剩余电量信息所对应电量值大于作业电量信息所对应电量值时,无人机的移动方法还包括:判断横向距离信息所对应距离值是否大于固定距离;若横向距离信息所对应距离值大于固定距离,则控制无人机正常移动作业;若横向距离信息所对应距离值不大于固定距离,则将无人机当前起始点标记为变点,并控制无人机于变点移动至相邻点进行充电,且于剩余电量信息所对应电量大于作业值时控制无人机移动至变点继续正常移动作业。8.一种大桥模型构建系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;
处理模块,与获取模块连接,用于信息的存储和处理;处理模块根据桥液距离信息以及预设占比值进行计算以确定桥下路径信息;处理模块根据桥面宽度信息以及预设间隔值进行计算以确定侧部路径信息;处理模块根据桥下路径信息、侧部路径信息以及所预设的桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;处理模块控制预设无人机于预设于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业,以使无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上沿预设检测方向移动以实时获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据各大桥图像信息进行拟合以确定大桥模型信息;于完成信号输出后处理模块控制无人机沿预设固定方向移动预设固定距离,并将无人机移动后的位置更新为新的起始点,根据新的起始点以继续控制无人机沿检测轨迹信息所对应轨迹移动,直至无人机移动至预设结束点。9.一种智能终端,其特征在于,包括存储器和处理器,存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。

技术总结
本申请涉及一种大桥模型构建方法、系统、存储介质及智能终端,涉及物体建模技术的领域,其包括获取桥液距离信息以及桥面宽度信息;根据桥液距离信息与占比值确定桥下路径信息;根据桥面宽度信息与间隔值确定侧部路径信息;根据桥下路径信息、侧部路径信息以及桥上路径进行组合以确定检测轨迹信息;控制无人机于检测轨迹信息所对应轨迹上的起始点作业以获取大桥图像信息,并于无人机再次移动至起始点时输出完成信号,且根据大桥图像信息确定大桥模型信息;于完成信号输出后控制无人机沿固定方向移动固定距离,并实现起始点以及检测轨迹信息的更新,直至无人机移动至结束点。本申请具有便于对大桥模型进行构建的效果。请具有便于对大桥模型进行构建的效果。请具有便于对大桥模型进行构建的效果。


技术研发人员:吴承隆 俞吉庆 徐敏亚 谢伟 陈旭 郑啸 周家乐 胡金乙
受保护的技术使用者:宁波市杭州湾大桥发展有限公司
技术研发日:2022.07.23
技术公布日:2022/11/1
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