一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法，属于基于遥控飞机的检测技术，检测人员只需在地面站操纵飞行平台，飞行平台控制检测系统执行检测任务；检测结果传输给地面站，地面站对结果进行接收显示，检测人员得到结果完成检测任务。本发明解决了执行高空检测作业和在污染环境进行检测时检测人员会面临人身危险的问题。
【专利说明】一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于检测【技术领域】，主要用于代替人进行高空检测作业。
【背景技术】
[0002]遥控飞机即可以远距离控制飞行的飞行器。根据其用途和性能的差异，遥控飞机可分为玩具、航模、民用、军用等几类，自从1917年第一架遥控无人飞机问世以来，无人机已经走过近一个世纪的历程。随着近十几年世界科学技术特别是信息技术突飞猛进，无人机研究、设计和制造水平得到前所未有的提高，更加智能化、多用途的无人机被研制出来并广泛应用于军民用领域。
[0003]高空钢结构的金属探伤等高空检测作业，需要检测人员在高空进行作业，这无疑对检测人员的安全造成了威胁，采用用于高空检测的遥控飞机代替人来进行检测任务，不仅可以方便的完成检测任务，而且完全可以不用担心人身安全问题。另外环保部门也可以采用用于高空检测的遥控飞机来解决对工厂排烟中(?、勵1、302、可吸入颗粒等有毒有害物质实时检测的问题。而在这两个民用领域方面，基于遥控飞机的检测还存在空白。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了解决高空钢结构的金属探伤和现场检测工业气炉或烟囱排烟等具有危险性的任务，本发明提出了采用用于高空检测的遥控飞机来完成检测任务。
[0005]本发明涉及一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法，所述装置包括飞行平台、地面站以及检测模块；
[0006]所述飞行平台具有遥感设备及其控制系统、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统和遥感数据处理系统等；遥感设备用来进行视频采集；飞行控制系统用来对遥控飞机进行飞行控制；无线电遥测系统用来传输遥控飞机和遥感设备的状态参数，遥控系统用来传输地面站的指令；遥感数据处理系统对采集到的视频信息、检测数据等信息进行处理和传输；
[0007]地面站主要由笔记本电脑、遥控发射天线、遥控接收天线和遥控器组成；遥控器主要用来对飞行平台进行远距离操纵；发射天线和接收天线分别用来发射和接收数据；笔记本电脑用来显示和处理接收到的视频和检测结果等信息；
[0008]检测模块是完成检测任务的执行机构；进行检测任务时，检测模块把检测结果转换为数字信号，通过接口技术和飞行平台进行数据的输入和输出。
[0009]实际的两个应用如下:
[0010]高空钢结构金属探伤检测模块组成如下4/0高速采集模块、采样数据高速缓冲存储单元、微处理器或单片机、超声波发射模块、超声波换能器、超声回波接受及前置处理模块。
[0011]工厂排烟中002、勵X、802等有毒有害物质检测模块组成包括:气体采样系统和气体分析仪。
[0012]本发明还提供一种根据所述装置的检测方法，执行检测过程时，检测人员在地面站通过遥控操纵飞行平台，通过视频可以观察到飞行平台到达的位置，从而可以使飞行平台到指定任务区域进行作业；然后通过飞行平台向检测系统发出检测指令，检测系统接到指令后，启动执行结果执行检测任务；检测结果转换为数字信号，传输到飞行平台；飞行平台则通过无线电传输到地面站；地面站对结果进行接收，并且可以把结果进行显示，检测人员就可以得到结果完成检测任务。
[0013]实际的两个应用为:
[0014]当对高空钢结构进行金属探伤检测任务时，由微处理器或单片机控制超声波发射模块产生超声波，超声波经反射后，由超声回波接收及前置处理模块进行接收和处理，经过八/0转换器转换为数字信号，最后传送给微处理器或单片机，然后再把信号传送给飞行平台。
[0015]当对工厂排烟中％、勵X、802等有毒有害物质进行检测时，地面站控制飞行平台到指定的排烟管道，然后向气体采样系统发出指令，控制高温采样探头对烟气进行采样；采样后把烟气送往气体分析仪进行检测，分析仪得到的检测结果传输给飞行平台，平台在发送到地面站进行结果显示。
[0016]本发明解决了执行高空检测作业和在污染环境进行检测时检测人员会面临人身危险的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中:
[0018]图1为本发明的一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法的原理示意图；
[0019]图2为高空钢结构金属探伤检测模块的技术方案示意图；
[0020]图3为有毒有害物质检测模块的技术方案示意图。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0022]在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
[0023]利用基于遥控飞机的检测技术进行高空检测作业时，地面站的检测人员利用无线电控制遥控飞机到指定的高度，然后控制遥控飞机上的检测模块对对象进行检测，检测结果通过无线传输传输给地面站，地面站接受检测结果并显示结果，这样就完成了检测任务。技术方案路线图如图1所示。
[0024]其中，飞行平台具有遥感设备及其控制系统、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统和遥感数据处理系统等。遥感设备用来进行视频采集；飞行控制系统用来对遥控飞机进行飞行控制；无线电遥测系统用来传输遥控飞机和遥感设备的状态参数，遥控系统用来传输地面站的指令；遥感数据处理系统对采集到的视频信息、检测数据等信息进行处理和传输。
[0025]地面站主要由笔记本电脑、遥控发射天线、遥控接收天线和遥控器组成。遥控器主要用来对飞行平台进行远距离操纵；发射天线和接收天线分别用来发射和接收数据；笔记本电脑用来显示和处理接收到的视频和检测结果等信息。
[0026]检测模块是检测的主要部分，是完成检测任务的执行机构。要想实现不同的检测任务，我们可以更换不同的检测模块，这就需要我们实现检测模块的标准化，使不同的检测模块都可以和飞行平台进行数据传输。进行检测任务时，检测模块把检测结果转换为数字信号，通过接口技术和飞行平台进行数据的输入和输出。
[0027]高空钢结构金属探伤检测模块的技术方案如图2所示。当对检测物体进行探伤时，由微处理器或单片机控制超声波发射模块产生超声波，超声波经反射后，由超声回波接收及前置处理模块进行接收和处理，经过八/0转换器转换为数字信号，最后传送给微处理器或单片机，然后再把信号传送给飞行平台。
[0028]工厂排烟中(?、勵乂、302等有毒有害物质检测模块的技术方案如图3所示。地面站控制飞行平台到指定的排烟管道，然后向气体采样系统发出指令，控制高温采样探头对烟气进行采样；采样后把烟气送往气体分析仪进行检测，分析仪得到的检测结果传输给飞行平台，平台在发送到地面站进行结果显示。
[0029]以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于遥控飞机的检测装置，其特征在于: 所述装置包括飞行平台、地面站以及检测模块； 所述飞行平台具有遥感设备及其控制系统、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统和遥感数据处理系统等；遥感设备用来进行视频采集；飞行控制系统用来对遥控飞机进行飞行控制；无线电遥测系统用来传输遥控飞机和遥感设备的状态参数，遥控系统用来传输地面站的指令；遥感数据处理系统对采集到的视频信息、检测数据等信息进行处理和传输； 地面站主要由笔记本电脑、遥控发射天线、遥控接收天线和遥控器组成；遥控器主要用来对飞行平台进行远距离操纵；发射天线和接收天线分别用来发射和接收数据；笔记本电脑用来显示和处理接收到的视频和检测结果等信息； 检测模块是完成检测任务的执行机构；进行检测任务时，检测模块把检测结果转换为数字信号，通过接口技术和飞行平台进行数据的输入和输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法，其特征在于: 所述检测模块包括顺次连接并形成循环的如下模块:A/D高速采集模块、采样数据高速缓冲存储单元、微处理器或单片机、超声波发射模块、超声波换能器、超声回波接受及前置处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于遥控飞机的检测装置及检测方法，其特征在于: 所述检测模块包括气体采样系统和气体分析仪。
4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的装置的检测方法，其特征在于: 执行检测过程时，检测人员在地面站通过遥控操纵飞行平台，通过视频可以观察到飞行平台到达的位置，从而可以使飞行平台到指定任务区域进行作业；然后通过飞行平台向检测系统发出检测指令，检测系统接到指令后，启动执行机构执行检测任务；检测结果转换为数字信号，传输到飞行平台；飞行平台则通过无线电传输到地面站；地面站对结果进行接收，并且可以把结果进行显示，检测人员就可以得到结果完成检测任务。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于: 当对高空钢结构进行探伤时，由微处理器或单片机控制超声波发射模块产生超声波，超声波经反射后，由超声回波接收及前置处理模块进行接收和处理，经过A/D转换器转换为数字信号，最后传送给微处理器或单片机，然后再把信号传送给飞行平台。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于: 当进行工厂排烟中C02、NOx, SO2等有毒有害物质检测时，地面站控制飞行平台到指定的排烟管道，然后向气体采样系统发出指令，控制高温采样探头对烟气进行采样；采样后把烟气送往气体分析仪进行检测，分析仪得到的检测结果传输给飞行平台，平台在发送到地面站进行结果显示。
【文档编号】G01N33/00GK104458908SQ201410682986
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】杜娟, 牛红亮, 刘丽琴, 杨振玲, 董芸霞 申请人:太原科技大学