一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，所述图像采集系统包括：图像采集装置，用于采集飞机的图像，图像采集装置包括固定在移动设备上的图像采集模块以及与图像采集模块连接的图像生成发送模块；远程处理决策中心，用于将所述图像保存，并通过特定的专家系统实现飞机检查和故障诊断；数据通信网络，连接图像采集装置和远程处理决策中心，用于将图像采集装置采集的图像发送给远程处理决策中心。通过本发明提供的一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，解决了现有技术中以现场人工模式对飞机进行检查不便利性，提供了一个检查与故障诊断集中化处理和建立可视化检测记录的手段。
【专利说明】
一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统
技术领域
[0001]本发明涉及民航传感器技术领域，特别是涉及一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统。
【背景技术】
[0002]由于飞机在服役期间经常会发生部件劳损，鸟撞，遭遇雷击或跑道外物入侵造成损坏等情况，为了确保飞行安全，每次飞行前飞行员或者机务人员负有确保飞机具有适航性的责任，需要对飞机进行例行的安全检查以确保飞机能够安全起飞。诸如此类的安全检查会涉及如飞机结构和部件检查等，从而尽早发现问题并进行维护或者维修。由于民航管理局引入了最低设备需求清单(MEL)，按照民航管理局准则，可以允许飞机推迟不必要设备的维修工作，也就是说带有不必须修复状态的飞行是被允许的。相关人员需要按时记录问题，并根据民航管理局的规定，结合起飞前发现的不正常状态来决定航班是否取消、维护、或者放飞。
[0003]从安全，成本，效率考虑，飞机检查中的异常发现、修复或者推迟维修是至关重要的环节。目前飞行检查主要依赖人工的方式进行，受到检查现场的条件限制，飞行员或者机务人员需要现场决定检查后的处理决策，此决策结果往往都高度依赖现场负责检查个人的技能、知识、经验以及受训练程度等，除此之外，通常有必要对位于机身顶部和方向舵上的结构、表面，以及飞机上的传感器和天线进行例行检查，而这些部分往往都位于不同的高度，给人工检查带来诸多不便。这里简单总结一下使用人工现场进行检查模式的缺点如下:
1.由于需要观察的飞机部件位置不一，飞机表面检查情况的获取需要根据高度情况而变化，检查人员需要借助不同设备对不同高度的部位进行检查，给检查带来不便性;2.检查人员对飞机进行检查时，对表面细节情况有一定要求，普通摄像头采集设备不适用于机场环境图像信息的采集，而基于人肉眼的检查在光线强弱不同的情况下存在不精确性;3.检查情况以文字的形式进行存档无法形象地反映当时飞机检查的实际情况;4.人工实地检查无法实现集中化的表面检查。
[0004]鉴于此，有必要设计一种新的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统来解决上述问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，解决了现有技术中以现场人工模式对飞机进行检查以及故障诊断时存在的不便利性以及人工的检测记录无法还原历史真实情况的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，所述图像采集系统包括:
[0007]图像采集装置，用于采集飞机的图像，所述图像采集装置包括固定在移动设备上的图像采集模块以及与所述图像采集模块连接的图像生成发送模块；
[0008]远程处理决策中心，用于将所述图像保存，并通过对所述图像进行显示实现飞机检查和故障诊断；
[0009]数据通信网络，连接所述图像采集装置和远程处理决策中心，用于实现所述图像采集装置与所述远程处理决策中心的通信。
[0010]优选地，所述图像采集模块包括:垂直支架、与所述垂直支架一端连接的水平支架、与所述水平支架连接的摄像机、位于摄像机镜头正上方的距离传感器、以及位于所述摄像机上的至少一个防碰撞传感器，以避免在检查中对飞机造成由于碰撞而引起的意外伤害。
[0011 ]优选地，所述垂直支架和水平支架均为可伸缩支架，其中，所述垂直支架包括固定部、以及和固定部连接的支架部。
[0012]优选地，所述摄像机包括固定架以及位于所述固定架上的机身，所述机身为可任意方向转动机身。
[0013]优选地，所述防碰撞传感器的数量为5个。
[0014]优选地，所述图像采集装置还通过计算图像极限细节值对所采集的图像质量进行判断。
[0015]优选地，所述图像极限细节值包括最小可观察横向尺寸以及最小可观察纵向尺寸。
[0016]优选地，所述图像生成发送模块为计算机。
[0017]优选地，所述远程处理决策中心为计算机。
[0018]优选地，所述数据通信网络为GPRS、CDMA、LTE、Wif1、Zigbee的一种或多种。
[0019]如上所述，本发明的一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，具有以下有益效果:1.由于本发明的图像采集装置能够实现在水平或垂直方向的自由移动，给飞机检查带来便利性;2.通过采用带有距离传感器和防碰撞传感器的图像采集模块，本发明不仅可以通过计算图像极限细节值，并与量化的极限细节参考标准进行比对，辅助操作人员更好地进行图像采集工作，还可以避免图像采集设备的碰撞危险;3.本发明中飞机检查结果以图像的形式进行保存，能够形象、准确地反映当时飞机检查的实际情况;4.通过本发明的远程处理决策中心可实现对采集的图像进行集中化的表面检查。
【附图说明】
[0020]图1显示为本发明的系统框图。
[0021]图2显示为本发明图像采集模块的结构示意图。
[0022]图3显示为本发明带传感器的摄像机的俯视图。
[0023]元件标号说明
[0024]I 图像采集装置
[0025]21垂直支架
[0026]211固定部
[0027]212支架部
[0028]22水平支架
[0029]23摄像机
[0030]231固定架
[0031 ]232 机身
[0032]24距离传感器
[0033]25防碰撞传感器
【具体实施方式】
[0034]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0035]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0036]如图1至图3所示，一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，所述图像采集系统包括:
[0037]图像采集装置，用于采集飞机的图像，所述图像采集装置包括固定在移动设备上的图像采集模块以及与所述图像采集模块连接的图像生成发送模块；
[0038]远程处理决策中心，用于将所述图像保存，并通过对所述图像进行显示实现飞机检查和故障诊断；
[0039]数据通信网络，连接所述图像采集装置和远程处理决策中心，用于实现所述图像采集装置与所述远程处理决策中心的通信。
[0040]需要说明的是，在本实施例中，所述移动设备为汽车。
[0041]需要说明的是，所述图像生成发送模块至少包括控制电路，与所述控制电路连接的显示电路、通信电路、电源电路;本发明所述的图像生成发送模块还包括可实现其它功能的电路。优选地，在本实施例中，所述图像生成发送模块为计算机。
[0042]具体的，所述图像采集模块包括:垂直支架21、与所述垂直支架21—端连接的水平支架22、与所述水平支架22连接的摄像机23、位于摄像机镜头正上方的距离传感器24、以及位于所述摄像机23上的至少一个防碰撞传感器25。
[0043]具体的，所述垂直支架21包括固定部211、以及和固定部211连接的支架部212。
[0044]需要说明的是，所述固定部211用于将所述图像采集模块固定在移动设备上，组成图像采集装置，通过移动设备的移动实现水平方向飞机各个部位的图像采集。
[0045]具体的，所述垂直支架21和水平支架22均为可伸缩支架。
[0046]需要说明的是，通过将所述垂直支架21和水平支架22设置为可伸缩支架，实现所述图像采集模块在高度上的调节以及在水平方向的调节，便于所述图像采集模块对飞机不同高度部位以及不同水平方向的部位进行图像采集。
[0047]具体的，所述摄像机23包括固定架231以及位于所述固定架231上的机身232，所述机身232为可任意方向转动机身。
[0048]需要说明的是，将所述机身232安装在固定架231上时，所述机身232是可朝任意方向转动的，通过将所述机身232设置为可朝任意方向转动，实现摄像机23从不同位置、不同角度进行图像采集，更清晰地捕捉到待检查部件的细节，提高摄像机23的灵活性。
[0049]具体的，所述防碰撞传感器25的数量为5个。
[0050]需要说明的是，通过安装所述防碰撞传感器25，实现提醒图像采集人员可能发生的近距离碰撞危险;所述防碰撞传感器25会将所述摄像机23周围的物体的距离信息发送到图像采集人员的计算机显示器上，以便图像采集人员在升降或者移动图像采集模块时避免碰撞发生。
[0051]需要说明的是，由于所使用的摄像机不同，可能导致本发明摄像机上安装的防碰撞传感器25的数量不同。优选地，在本实施例中，所述防碰撞传感器25的数量为5个。
[0052]需要说明的是，所述5个防碰撞传感器25分别位于所述机身232的前、后、左、右以及上平面，实现对机身360度的防碰撞保护。
[0053]进一步需要说明的是，位于所述机身232前面的防碰撞传感器25位于所述摄像机镜头的上方，其它4个防碰撞传感器25则分别位于所述机身232上、后、左、右四个平面的中央位置，更好地实现摄像机23的防碰撞保护。
[0054]具体的，所述图像采集装置还通过计算图像极限细节值对所采集的图像质量进行判断，所述图像极限细节值包括最小可观察横向尺寸以及最小可观察纵向尺寸。
[0055]需要说明的是，所述图像极限细节值用于衡量传感器捕捉到图像的细节质量，但实际图像质量可能会受到光线等细节的影响，导致图像质量有所偏差。
[0056]需要说明的是，所述最小可观察横向尺寸Wmin = 2*hPixei*(D/f)，所述最小可观察纵向尺寸Hmin = 2*Vpixei*(D/f)，其中，hpixei为摄像机感光原件上像素点的宽尺寸大小，Vpixel为摄像机感光原件上像素点的高尺寸大小，D为被检查物体到摄像机镜头的距离，f为摄像机的焦距。
[0057]进一步需要说明的是，由于飞机例行检查依赖于所采集图像的质量情况，而不同摄像机在不同距离、不同焦距下所捕捉到的图像所能呈现的细节情况也完全不同。本发明通过在所述摄像机镜头的正上方设置距离传感器24，用于测量被检查物体到镜头的距离D，并通过摄像机感光原件上像素点的宽与高尺寸大小hpixei和VpixeI，以及采集图像时所述摄像机的焦距f，所述图像生成发送模块计算当前的图像极限细节值，为图像采集人员提供辅助参考，以便于图像采集人员了解所采集图像的质量情况，从而通过调整摄像机的位置、焦距重新计算图像极限细节值，直至根据当前摄像机位置、焦距所计算的图像极限细节值符合例行检查对图像细节标准的要求，使图像采集人员采集到符合标准的图像。
[0058]具体的，所述数据通信网络为GPRS、CDMA、LTE、Wif1、Zigbee的一种或多种。优选地，在本实施例中，所述无线数据通信网络为Wif i。
[0059]具体的，所述远程处理决策中心为计算机。
[0060]需要说明的是，在本实施例中，通过计算机实现对所述图像采集装置采集的图像进行显示、归档保存，实现飞机检查以及故障诊断等操作。
[0061]下面参阅图1至图3对本发明所述的一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统的具体操作进行说明。
[0062]当某一架飞机或某几架飞机需要进行安全检查时，将所述图像采集装置行驶到待检查的飞机旁，通过行驶移动设备或伸缩所述图像采集模块的垂直支架或水平支架，实现对待检查部位的图像采集;采集图像时，所述图像采集人员会根据防碰撞传感器发送回来的摄像机与飞机部件之间的距离信息，避免摄像机与飞机部件发送碰撞；同时根据距离传感器发送回来的摄像机镜头和待检查部件之间的距离，所述图像生成发送模块按公式自动计算图像极限细节值，所述图像采集人员根据图像极限细节值与图像细节标准进行比较，若采集的图像不符合标准，所述图像采集人员调整摄像机位置及焦距重新采集，直至比较结果符合标准为止。所述图像采集人员将符合标准的图像通过无线数据通信网络发送给远程处理决策中心，所述远程处理决策中心将所述图像进行显示、归档保存，进而实现同一经验丰富的机务人员可为不同地点的飞机进行故障排查，提高作业质量的同时也提高了作业效率。
[0063]综上所述，本发明的一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，具有以下有益效果:1.由于本发明的图像采集装置能够实现在水平或垂直方向的自由移动，给飞机检查带来便利性;2.通过采用带有距离传感器和防碰撞传感器的图像采集模块，本发明不仅可以通过计算图像极限细节值，并与量化的极限细节参考标准进行比对，辅助操作人员更好地进行图像采集工作，还可以避免图像采集设备的碰撞危险;3.本发明中飞机检查结果以图像的形式进行保存，能够形象、准确地反映当时飞机检查的实际情况;4.通过本发明的远程处理决策中心可实现对采集的图像进行集中化的表面检查。
[0064]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统包括: 图像采集装置，用于采集飞机的图像，所述图像采集装置包括固定在移动设备上的图像采集模块以及与所述图像采集模块连接的图像生成发送模块； 远程处理决策中心，用于将所述图像保存，并通过对所述图像进行显示实现飞机检查和故障诊断； 数据通信网络，连接所述图像采集装置和远程处理决策中心，用于实现所述图像采集装置与所述远程处理决策中心的通信。2.根据权利要求1所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集模块包括:垂直支架、与所述垂直支架一端连接的水平支架、与所述水平支架连接的摄像机、位于摄像机镜头正上方的距离传感器、以及位于所述摄像机上的至少一个防碰撞传感器。3.根据权利要求2所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述垂直支架和水平支架均为可伸缩支架，其中，所述垂直支架包括固定部、以及和固定部连接的支架部。4.根据权利要求2所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述摄像机包括固定架以及位于所述固定架上的机身，所述机身为可任意方向转动机身。5.根据权利要求2所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述防碰撞传感器的数量为5个。6.根据权利要求1所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集装置还通过计算图像极限细节值对所采集的图像质量进行判断。7.根据权利要求6所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述图像极限细节值包括最小可观察横向尺寸以及最小可观察纵向尺寸。8.根据权利要求1所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述图像生成发送模块为计算机。9.根据权利要求1所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述远程处理决策中心为计算机。10.根据权利要求1所述的用于辅助飞机检查与远程故障诊断的图像采集系统，其特征在于，所述数据通信网络为GPRS、CDMA、LTE、Wif1、Zigbee的一种或多种。
【文档编号】H04N7/18GK106027955SQ201610270074
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】徐浩煜, 封松林, 周晗, 韩振奇, 李明齐
【申请人】中国科学院上海高等研究院, 波音(中国)投资有限公司