本发明涉及结构工程技术领域，更具体地，涉及一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统。
背景技术：
在结构工程中，无损检测因检测过程中不损害或破坏被测结构而改变力学特性，在工程界越来越受到青睐并得到广泛应用。
无人机作为一种新兴工具，在军事、农业和工程等领域取得了一定的应用，而目前商业无人机的应用主要以远程摄像为主，故一般用于结构无损检测的表观检测，如结构物整体技术状况、混凝土结构裂缝、钢桁架节点处的螺栓缺失等。现有无人机可以实现定点悬停、线路规划、等距飞行、自动避障、数据传输及简单处理，甚至可以对预定目标进行识别。
商用无人机主要包括飞行控制部分、飞行平台、数据采集和传输平台及电池等部分。对于无人机的理论成果较为丰富。现有用于远程桥梁检测的无人机，将桥梁检测系统、红外摄像仪、超声波探伤仪、混凝土回弹仪和远程控制器模块一起放入无人机内，使无人机在被测物体上方也能进行检测。然而，现有商用无人机，特别是固定翼无人机，主要受无人机的相对较小续航能力、结构物的尺度或复杂程度、被测结构可检测的指标少等影响，不能直接进行桥梁工程检测。现有无人机的续航能力仅维持在不超过30分钟的水平，对于桥梁结构，世界上最长的悬索桥为主跨为1991m的日本明石海峡大桥，其次为主跨为1688m的国内虎门二桥，世界上主塔最高为343m的米约高架桥，微型无人机将无法满足检测可行性和经济性要求，特别是搭载了桥梁检测相关传感器模块之后的续航能力更为有限，造成检测进程的缓慢，无法体现出无人机应用于桥梁检测的优越性。为解决无人机的充电问题，现有无人机系统包括无人机及图像采集系统、车辆及控制系统和图形数据分析系统，采用车载系统方便无人机临时停靠及充电。
另外桥梁结构或构件复杂，甚至下部结构受外界地形的影响较大，无人机易碰撞障碍物；当主梁为钢箱截面或封闭混凝土截面造成无人机传输所需要的通信信号中断；当主梁为含有多加劲肋的主桁构件组成的截面或空间曲面结构时，使得无人机航迹规划特别困难；桥梁结构或建筑物支座部位位于无人机避障的非到达区域；现有无人机即使能检测结构物几何特征信息，如表面裂缝、节点螺栓断裂和构件的屈曲形态的情况，但不能对表面裂缝、节点螺栓断裂和构件的屈曲形态的物理特性进行定量测量。
技术实现要素：
为克服现有技术存在的难以定量测量结构物或结构表面的几何特征信息的不足，本发明提供一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统。
根据本发明的第一方面，提供一种结构检测方法，包括：
s1、获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离；
s2、根据所述至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离，获取所述被检测结构表面与所述至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；
s3、根据所述角度和被检测结构表面的图像数据，获取所述被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。
根据本发明的第二方面，提供一种结构检测装置，包括：
距离获取模块，用于获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离；
角度获取模块，用于根据所述至少三个测距传感器分别采集的所述测距传感器至被检测结构表面的距离，获取所述被检测结构表面与所述至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；
尺寸测量模块，用于根据所述角度和被检测结构表面的图像数据，获取所述被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。
根据本发明的第三方面，提供一种用于结构检测的无人机系统，包括：根据上述结构检测装置和无人机；
所述无人机设置有若干个图像采集传感器和位于同一平面的至少三个测距传感器；
所述图像采集传感器的像面与所述至少三个测距传感器所位于的平面平行或能调整为与所述至少三个测距传感器所位于的平面平行。
优选地，所述图像采集传感器，用于在可见光和/或红外光条件下，采集所述被检测结构表面的图像数据。
优选地，所述无人机为多旋翼无人机；
所述无人机设置有与旋翼的数量相同的真空吸盘；
每个真空吸盘对应一个旋翼，所述真空吸盘的吸盘柄通过连接部件与对应的旋翼的旋转轴连接；每个所述连接部件均相同。
优选地，每个旋翼对应的悬臂上的相同位置设置有一个应变传感器；
所述应变传感器，用于测量所述被检测结构的应变。
优选地，所述无人机还包括对称设置的至少三个起落架；
每个所述起落架的足部设置驱动轮。
优选地，所述无人机还设置有无线充电模块和电池；
所述无线充电模块，用于通过无线方式对所述电池进行充电。
优选地，所述无人机还设置有多个定位传感器和第一数据融合器；
所述定位传感器，用于获取所述无人机的地理位置信息；
所述第一数据融合器，用于对多个所述定位传感器获取的地理位置信息进行数据融合。
优选地，所述无人机还设置有超声波检测传感器、倾角检测传感器、裂缝宽度测试传感器和混凝土弹性模量测试仪中的至少一种；
所述超声波检测传感器，用于通过超声波探测所述被检测结构中的损伤；
所述倾角检测传感器，用于测量所述被检测结构的倾角；
所述裂缝宽度测试传感器，用于测量所述被测量结构中裂缝的宽度；
所述混凝土弹性模量测试仪，用于测量所述被检测结构的混凝土的弹性模量。
本发明提供的一种结构检测方法、装置和用于结构检测的无人机系统，通过位于同一平面的至少三个测距传感器，获得被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，能获得定量的被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息的检测结果，从而更好地评估被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷，获得更准确的建筑物的结构检测结果，为工程施工、验收提供科学依据。
附图说明
图1为本发明实施例一种结构检测方法的流程图；
图2为本发明实施例一种结构检测装置的功能框图；
图3为本发明实施例一种用于结构检测的无人机系统中无人机的结构示意图；
图4为本发明实施例一种用于结构检测的无人机系统中无人机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明实施例一种结构检测方法的流程图。如图1所示，一种结构检测方法包括：步骤s1、获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离；步骤s2、根据至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离，获取被检测结构表面与至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；步骤s3、根据角度和被检测结构表面的图像数据，获取被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。
需要说明的是，本发明实施例提供的结构检测方法，基于图像采集传感器和测距传感器实现。
现有技术仅基于图像采集传感器进行结构检测，基本流程包括：
通过图像采集传感器采集被检测结构的图像数据；根据采集的被检测结构的图像数据，获得被检测结构的结构检测结果。
需要注意的是，在采集被检测结构的图像数据时，不能保证图像采集传感器的像面与被检测结构表面是平行的，通常情况下像面与被检测结构表面之间存在一定的角度。因此，根据图像采集传感器采集的被检测结构表面的图像数据，只能发现被检测结构体或被检测结构表面存在的各种结构缺陷，而无法直接获得部分缺陷的定量几何特征信息。
步骤s1，图像采集传感器采集被检测结构的图像数据后，为了消除图像采集传感器的像面与被检测结构表面之间的角度的影响，通过至少三个测距传感器分别采集该传感器至被检测结构表面的距离，并获取上述至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离。
上述至少三个测距传感器位于同一平面，该平面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面平行。
测距传感器，通常采用激光测距仪，但不限于此。
步骤s2，由于三点确定一个平面，通过至少三个激光测距仪获得的该激光测距仪至被检测结构表面的距离后，可以确定被检测结构表面，进而根据几何原理计算出被检测结构表面与上述至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度。
由于上述至少三个测距传感器所位于的平面，与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面平行，因此，被检测结构表面与上述至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度，即被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度。
步骤s3，当被检测结构表面存在裂缝、螺栓断裂和构件屈曲中任意一种时，根据图像采集传感器的焦距等参数和/或采集的图像数据中的长度标志物，基于光学成像原理，可以从图像采集传感器采集的图像数据中直接获得被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息。
被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷，包括被检测结构表面的裂缝、节点螺栓断裂和构件的屈曲变形中的至少一种。相应地，被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息，包括被检测结构表面的裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小和构件的屈曲变形的幅度中的至少一种。
由于被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间存在一定的角度，从图像采集传感器采集的图像数据中直接获得裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度，并不是真实的裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度。需要根据被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，对直接获得裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度进行处理，获得真实的裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度。
根据被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，对从图像采集传感器采集的图像数据中直接获得的被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息，如被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸，基于几何原理进行角度转换，从而获得真实的被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的几何特征信息，如被检测结构表面裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度，获得定量的被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸。
本发明实施例通过位于同一平面的至少三个测距传感器，获得被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，能获得定量的被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸，从而能定量地、更准确地反映被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的特征，获得更准确的建筑物的结构检测结果，为工程施工、验收提供科学依据。
图2为本发明实施例一种结构检测装置的功能框图。基于上述实施例，如图2所示，一种结构检测装置包括：距离获取模块201，用于获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离；角度获取模块202，用于根据至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离，获取被检测结构表面与至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度；尺寸测量模块203，用于根据角度和被检测结构表面的图像数据，获取被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息。
具体地，角度获取模块202与距离获取模块201电连接，传输电信号；尺寸测量模块203与角度获取模块202电连接，传输电信号。
距离获取模块201获取位于同一平面的至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离后，将上述至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离传输至角度获取模块202。
角度获取模块202根据至少三个测距传感器分别采集的测距传感器至被检测结构表面的距离，获取被检测结构表面与至少三个测距传感器所位于的平面之间的角度，并将上述角度传输至尺寸测量模块203。
尺寸获取模块203根据上述角度，基于光学成像原理，对从图像采集传感器采集的图像数据中直接获得的被检测结构表面的真实的裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度进行校正，从而获得真实的被检测结构表面的真实的裂缝的长宽、节点螺栓断裂的大小或构件的屈曲变形的幅度。
本发明提供的结构检测装置用于实现本发明提供的结构检测方法。结构检测装置包括的各模块实现相应功能的具体方法和流程详见上述结构检测方法的实施例，此处不再赘述。
本发明实施例通过位于同一平面的至少三个测距传感器，获得被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，能获得定量的被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸，从而能定量地、更准确地反映被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的特征，获得更准确的建筑物的结构检测结果，为工程施工、验收提供科学依据。
基于上述实施例，本实施例公开一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：结构检测方法、获取被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息的方法。
基于上述实施例，本实施例公开一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：结构检测方法、获取被检测结构体或被检测结构表面存在的缺陷的定量几何特征信息的方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的结构检测装置等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
基于上述实施例，一种用于结构检测的无人机系统包括：上述结构检测装置和无人机；无人机设置有若干个图像采集传感器和位于同一平面的至少三个测距传感器；图像采集传感器的像面设置或能调整为与至少三个测距传感器所位于的平面平行。
需要说明的是，可以基于无人机系统实现上述结构检测方法。
无人机系统包括无人机和用于控制无人机的地面站。无人机上设置多种传感器，传感器用于采集被检测结构的各种数据。
基于无人机系统进行结构检测的基本流程包括：
操作者通过地面站将指令发送至无人机；无人机上设置的通信模块接收到指令后，根据指令执行相应的飞行动作、数据采集动作或其他动作；无人机到达被检测结构的某个区域时，无人机上设置的多种传感器，采集被检测结构的各种数据；根据无人机采集的被检测结构的各种数据，获得被检测结构的结构检测结果。
可以理解的是，上述结构检测装置可以设置在无人机上，也可以设置于地面站，但不限于此。
无人机可选用质量轻、强度高、防水性能好的材料，如碳纤维材料，以减轻无人机的自重，增加续航能力。
无人机上设置有图像采集传感器和至少三个测距传感器。
图像采集传感器用于采集被检测结构表面的图像数据。根据需要，无人机上可以设置若干个图像采集传感器。若干个，指一个或多个。
图像采集传感器一般为摄像机或相机。
优选地，图像采集传感器采用有效的图像数据压缩、超速传输设计技术，实现超大高清图像数据的压缩编码、压缩图像的实时超速传输。相应地，结构检测装置能实现高清图像解码。
优选地，当图像采集传感器为一个时，无人机上还设置有旋转机构。该旋转机构，用于使图像采集传感器进行全方位角度旋转，实现全方位角度的图像数据采集。
上述至少三个测距传感器位于同一平面上。
当图像采集传感器不可旋转时，图像采集传感器的像面与至少三个测距传感器所位于的平面平行为与上述至少三个测距传感器所位于的平面平行。
一般地，测距传感器为激光测距仪，但不限于此。
当图像采集传感器不可旋转时，图像采集传感器的像面设置为与上述至少三个测距传感器所位于的平面平行。
当图像采集传感器可旋转时，图像采集传感器的像面能调整为与上述至少三个测距传感器所位于的平面平行。
为了方便进行无人机的姿态控制和采集被测结构的数据，上述至少三个测距传感器所位于的平面为水平面或竖直面。
作为一种优选实施例，无人机设置有所位于的平面为水平面的至少三个测距传感器和/或所位于的平面为竖直面的至少三个测距传感器。
相应地，作为一种优选实施例，若干个图像采集传感器可分为两组；其中，一组图像采集传感器的像面均与水平面平行，另一组图像采集传感器的像面均与竖直面平行。
作为另一种优选实施例，图像采集传感器可旋转，通过旋转图像采集传感器使得图像采集传感器的像面与水平面平行或与竖直面平行。
无人机设置的测距传感器和图像采集传感器采集的数据传输至结构检测装置后，结构检测装置可根据测距传感器和图像采集传感器采集的数据，获得真实的被检测结构几何特征信息，如表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸。
本发明实施例通过无人机上设置位于同一平面的至少三个测距传感器，使得结构检测装置获得被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，能获得定量的被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸，从而能定量地、更准确地反映被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的特征，获得更准确的建筑物的结构检测结果，为工程施工、验收提供科学依据。
进一步地，相对于依靠人力资源实现结构无损检测，本发明实施例提供的无人机系统能大大降低检测人员的人身安全风险，大大提高检测工作效率，具有很好的经济性；实现人工不方便到达的待检测区域的结构技术状况的检测。本发明实施例通过图像采集传感器采集被检测结构表面的图像数据，不会对被检测结构造成损伤，能实现结构无损检测。
基于上述实施例，图像采集传感器，用于在可见光和/或红外光条件下，采集被检测结构表面的图像数据。
具体地，图像采集传感器包括两种；其中，一种用于在可见光下采集被检测结构表面的可见光图像数据，另一种用于在红外光下采集被检测结构表面的红外光图像数据。
无人机可设置上述两种图像采集传感器中的至少一种。
作为另一种优选实施例，无人机上设置的图像采集传感器为兼具可见光和红外光条件下成像功能的图像采集传感器。
当被检测结构为钢筋混凝土结构或检测环境光线对检测效果有影响时，可采集红外光图像数据，提高图像数据采集效果且反映钢筋混凝土内部钢筋布置情况。
本发明实施例通过图像采集传感器采集被检测结构表面的红外光图像数据，能克服检测环境光线对检测效果的不利影响，获得准确的检测结果。进一步地，能获取钢筋混凝土结构的内部钢筋布置情况，便于评价钢筋混凝土结构的结构技术状况。
基于上述实施例，无人机为多旋翼无人机；无人机设置有与旋翼的数量相同的真空吸盘；每个真空吸盘对应一个旋翼，真空吸盘的吸盘柄通过连接部件与对应的旋翼的旋转轴连接；每个连接部件均相同。
需要说明的是，无人机包括固定翼无人机和旋翼无人机。作为一种优选实施例，无人机为多旋翼无人机。
多旋翼无人机包括至少3个旋翼。多旋翼无人机的多个旋翼通常呈对称设置。
优选地，旋翼的数量为4个、6个或8个，但不限于此。
相对于固定翼无人机、单旋翼无人机和双旋翼无人机，多旋翼无人机的飞行控制更加灵活、方便。
作为一种可选实施例，无人机设置有与旋翼的数量相同的真空吸盘，
每个真空吸盘对应一个旋翼。
真空吸盘的吸盘柄与该真空吸盘对应的旋翼的旋转轴之间，通过连接部件连接。
吸盘柄可采用拆卸型或伸缩型杆件。
每个连接部件的长度、形状和截面几何尺寸等均相同。连接部件用于抽入空气与抽出空气。
当无人机抵达被检测结构下方的安全距离时，临时关闭无人机的自动避障模块，使无人机靠近被检测结构；当无人机的真空吸盘密近被检测结构的下表面时，抽空真空吸盘的密封唇内的空气，使整个无人机被吸附于被检测结构的下表面，关闭无人机的旋翼的螺旋桨，无人机在当前所处于的区域内执行结构检测任务；执行完结构检测任务后，开启螺旋桨，并向真空吸盘的密封唇内抽入空气，使真空吸盘与被检测结构的下表面脱开，飞往下一区域执行检测任务。
本发明实施例通过设置真空吸盘，使得无人机能执行被检测结构下方或底部的检测任务。进一步地，使得无人机不用悬停在被检测结构的下方或底部，能节约无人机电池的电量，提高无人机的续航时间。
基于上述实施例，无人机的旋翼为四个；每个旋翼对应的悬臂上的相同位置设置有一个应变传感器；应变传感器，用于测量被检测结构在外部荷载作用前后的应变变化量。
需要说明的是，通常情况下，通过在被检测结构上表面粘贴应变片的方法，测量在外部荷载作用前后的应变变化量。
应变指在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形。
当桥梁等被检测结构的上部和下部的结构、设计等存在较大差异时，由于人工难以达到桥梁等被检测结构的下方，现有技术不能获得桥梁等被检测结构下部的应变。
具体地，作为一种可选实施例，多旋翼无人机的旋翼为四个，每个旋翼对应的悬臂上的相同位置设置有一个应变传感器。
当无人机通过真空吸盘吸附于桥梁等被检测结构的下表面时，同时启动无人机上设置的全部应变传感器，记录外部荷载作用前、后每个旋翼上的应变数据，利用力学关系换算成荷载作用前、后被检测结构下部的应变变化情况。
本发明实施例通过设置于无人机的旋翼的悬臂上的应变传感器，能获取被检测结构，特别是检测结构下部等人工难以达到区域的应变情况。
基于上述实施例，作为一种可选实施例，无人机还包括对称设置的至少三个起落架；每个起落架的足部设置驱动轮。
作为一个可选实施例，无人机机身的地步设置有起落架。起落架的数量为至少三个；全部起落架呈对称设置。每个起落架的足部为驱动轮。
当无人机抵达被检测结构上方的安全距离时，降落在被检测结构的上表面，关闭螺旋桨；启动驱动轮，使无人机在被检测结构的上表面移动到指定区域，执行结构检测任务；执行完结构检测任务后，通过驱动轮移动至起飞安全区域，开启螺旋桨，飞往下一区域执行检测任务。
本发明实施例通过将无人机起落架的足部设置为驱动轮，使得无人机能移动至被检测结构上部的支座等人工不易到达的位置，并执行结构检测任务。
基于上述实施例，作为一种可选实施例，无人机还设置有无线充电模块和电池；无线充电模块，用于通过无线方式对电池进行充电。
作为一种可选实施例，无人机还设置有无线充电模块和电池。
操控无人机时，同时操控外部供电电源的移动，使无人机与外部供电电源之间的距离在无线充电传输距离内，无人机设置的无线充电模块通过无线方式获取供电电源提供的电能，为电池充电，为无人机提供长时间的续航。
一般地，外部供电电源通过车载的方式移动，但不限于此。
本发明实施例通过无线充电模块为无人机的电池充电，使无人机具有长时间的续航能力，使得无人机能执行长度较长的桥梁或较高的建筑物等机构的检测任务。
基于上述实施例，作为一种可选实施例，无人机还设置有多个定位传感器和第一数据融合器；定位传感器，用于获取无人机的地理位置信息；第一数据融合器，用于对多个定位传感器获取的地理位置信息进行数据融合。
作为一种可选实施例，无人机包括多个定位传感器。
定位传感器用于获取无人机的地理位置信息。定位传感器可以采用gps传感器、北斗系统定位传感器或其他定位传感器。
在实际使用中，单个定位传感器容易出现掉星、无信号、被干扰、定位精度差等情况，导致获取的无人机的地理位置信息不准确或获取不到无人机的地理位置信息。
对多个定位传感器进行时间配准后，每个定位传感器均获取无人机的地理位置信息，能有效解决获取的无人机的地理位置信息不准确或获取不到无人机的地理位置信息的问题。通过多个定位传感器，能精确地定位无人机的空间位置，从而能能更好地控制无人机的航迹和飞行姿态。多个，指至少两个。
优选地，无人机还设置有第一数据融合器。
通过第一数据融合器，通过数据融合算法能对上述多个定位传感器获取的地理位置信息进行数据融合，获得准确的无人机的地理位置信息。
本发明实例通过多个定位传感器和第一数据融合器，能在长时间内提供较更为准确的无人机的地理位置信息，确保无人机的飞行精度，便于进行无人机的飞行控制。
基于上述实施例，作为一种可选实施例，无人机还设置有超声波检测传感器、倾角检测传感器和混凝土弹性模量测试仪中的至少一种；超声波检测传感器，用于通过超声波探测被检测结构中的损伤；倾角检测传感器，用于测量被检测结构的倾角；混凝土弹性模量测试仪，用于测量被检测结构的混凝土的弹性模量。
作为一种可选实施例，无人机还设置有超声波检测传感器、倾角检测传感器、裂缝宽度测试传感器和混凝土弹性模量测试仪中的至少一种，实现对被检测结构的各种结构参数的检测。
本发明实施例无人机，主要包括动态工作和静态工作两种工作模式。静态工作模式，主要针对无人机依靠真空吸盘吸附于被测结构物表面或依靠起落架停在被测结构物表面时进行检测、测试工作，如进行裂缝宽度测试，混凝土弹性模量测试及基于图像采集传感器和测距传感器进行被测结构物表面的裂缝、螺栓断裂和构件屈曲的几何尺寸的定量检测等；动态工作模式，主要针对无人机在飞行过程中从事的检测工作，如基于图像采集传感器和测距传感器进行被测结构物表面的裂缝、螺栓断裂和构件屈曲的几何尺寸的定量检测，以及超声波检测等。
当被检测结构为钢结构时，可启动超声波检测传感器，检测钢结构焊缝情况，对被检测结构进行超声波探伤。
倾角检测传感器，用于测量被检测结构的倾角。
通过倾角检测传感器获得的倾角数据，可以与基于测距传感器获得的被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，进行互相校核，获得更准确的被检测结构表面与采集被检测结构的图像数据的图像采集传感器的像面之间的角度，能获得更准确的定量的被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的几何尺寸，从而能定量地、更准确地反映被检测结构表面的裂缝、螺栓断裂或构件屈曲的特征。
裂缝宽度测试传感器，用于测量被测量结构中裂缝的宽度。裂缝宽度测试仪对于局部微观测试有利，一般用于静态测量。本发明实施例提供的基于图像采集传感器和测距传感器测量裂缝长宽的方法，属于动态测量。由于动态测量成像效果差，可以使用裂缝宽度测试仪对被测量结构中裂缝的宽度进行静态测量。可以直接将静态测量结果作为最终的裂缝宽度的测量结果，也可以将静态测量的结果与动态测量的结果进行校核，获得更准确的测量结果。
混凝土弹性模量测试仪，能通过混凝土回弹，获取被检测结构的混凝土的弹性模量。无人机设置的传感器不限于上述传感器，可以根据需设置其他传感器。
倾角检测传感器、裂缝宽度测试传感器和混凝土弹性模量测试仪主要用于无人机依靠吸盘吸附与被检测结构下表面或依靠起落架停在被检测结构上表面时的静态检测，而超声波检测传感器除用于静态检测外还可以用于动态检测。
本发明实施例通过无人机上设置多种传感器实现同时对各种结构参数的检测，节约了检测时间，提高了检测效率。
作为一种可选实施例，本实施例提供的无人机系统包括多个无人机。基于多个无人机，通过规划每个无人机的航迹，能实现对被检测结构的不同区域的多个结构参数的检测，即多任务检测，能节约检测时间，提高检测效率。
优选地，采用多传感器快速融合优化算法，满足所有传感器数据同时传输、满足不同种类传感器融合器连接方式并实现各传感器与地面实时传输效率最快的要求。
例如，设置有多个图像采集传感器时，通过第二数据融合器，对多个图像采集传感器采集的数据同时传输至第三数据融合器；每个测距传感器采集的数据都通过滤波器后，传输至第三数据融合器；应变传感器、超声波检测传感器、倾角检测传感器和混凝土弹性模量测试仪采集的数据，也传输至第三数据融合器；第一数据融合器将每个定位传感器采集的数据同时传输至第三数据融合器；第三数据融合器汇集无人机的各传感器采集的数据后，采用多传感器快速融合优化算法，通过通信模块传输至结构检测装置。
结构检测装置可以包括数据存储模块。数据存储模块，用于存储结构检测装置接受的通信模块传输的无人机的各传感器采集的数据。
数据融合器主要解决大数据传输速度和精度的问题。无人机的飞行控制也可以通过数据融合器传输至地面接收系统。另一方面，相对于多个传感器单独传输数据，采用数据融合器融合整体传输能降低数据传输过程中无人机的能耗，延长无人机的续航时间。
下面通过一个实施例对本发明提供的无人机系统的无人机的结构进行说明。
图3为本发明实施例一种用于结构检测的无人机系统中无人机的结构示意图；图4为本发明实施例一种用于结构检测的无人机系统中无人机的结构示意图。图3为无人机的主视图，图4为无人机的左视图。
如图3和图4所示，无人机包括：机身1；旋翼2；起落架3；驱动轮4；真空吸盘5；连接部件6；电机7，与旋翼2可靠连接，为旋翼2提供动力；螺旋桨8；机身固定螺孔9，用于固定机身上部的图像采集传感器；固定旋钮10，用于调节图像采集传感器的水平度及激光测距仪；竖直测距传感器11；曲杆12，用于固定图像采集传感器；集成箱13，集成箱13内设有图像采集仪传感器和其他传感器；裂缝宽度测试传感器14；机身上部的图像采集传感器15；水平测距传感器16；应变传感器17。
最后，本发明的上述实施例仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。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。