(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211112686.4 (22)申请日 2022.09.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115200648 A (43)申请公布日 2022.10.18 (73)专利权人 四川省亚 通工程咨询有限公司 地址 610000 四川省成 都市中国(四川)自 由贸易试验区成都市高新区益州大道 北段777号1栋2单 元1808-1810号 (72)发明人 牟世辉　雷丽弘　李建平　 (74)专利代理 机构 成都欣圣知识产权代理有限 公司 512 92 专利代理师 胡小亮 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) H04N 7/18(2006.01)H04W 4/38(2018.01) H04L 67/1097(2022.01) H04Q 9/00(2006.01) B64C 27/08(2006.01) B64C 27/82(2006.01) B64C 25/56(2006.01) B64D 47/08(2006.01) (56)对比文件 CN 214149424 U,2021.09.07 CN 214149424 U,2021.09.07 CN 1021627 73 A,201 1.08.24 CN 113247258 A,2021.08.13 CN 208278340 U,2018.12.25 CN 2744064 Y,2005.11.30 CN 10876 5894 A,2018.1 1.06 审查员 林宇豪 (54)发明名称 一种基于无人机的桥梁状态监测系统及方 法 (57)摘要 本发明提供了一种基于无人机的桥梁状态 监测系统及方法， 属于桥梁状态监测技术领域， 基于无人机的桥梁状态监测系统包括:固定点视 频监控系统固定式对桥梁进行监控； 无人机视频 监控系统移动式对桥梁进行监控； 传感器系统采 集桥梁的结构信息和环境信息； 无线通信模块分 别与固定点视频监控系统、 无人机视频监控系统 和传感器系统连接； 云服务器与无线通信模块连 接； 远程监控终端与云服务器连接； 无人机视频 监控系统包括无人机和可变焦的高清摄像头。 基 于无人机的桥梁状态监测方法通过基于无人机 的桥梁状态 监测系统实现。 本发 明解决了监测数 据易受环 境因素影 响的问题， 提高了监控数据的 真实性， 提高了桥梁状态判断结果的准确性。 权利要求书3页 说明书9页 附图11页 CN 115200648 B 2022.11.29 CN 115200648 B 1.一种基于无 人机的桥梁状态监测系统， 其特 征在于， 包括: 固定点视频监控系统， 用于固定式对桥梁进行监控； 无人机视频监控系统， 用于移动式对桥梁进行监控； 传感器系统， 用于采集 桥梁的结构信息和环境信息； 无线通信模块， 分别与所述固定点视频监控系统、 所述无人机视频监控系统和所述传 感器系统连接， 以接收图像数据、 视频 数据和传感数据； 云服务器， 与所述无线通信模块连接， 以将图像数据、 视频数据和传感数据存储为桥梁 状态数据； 远程监控终端， 与所述云服 务器连接， 以获取 所述桥梁状态数据； 其中， 所述无人机视频监控系统包括无人机和可变焦的高清摄像头， 所述高清摄像头 通过步进电机安装在所述无人机顶部， 以便于在所述无人机悬停 时， 所述步进电机驱动所 述高清摄 像头旋转； 所述无人机包括： 机身， 其四个角分别向外延伸出四个机臂； 旋翼装置， 安装在所述机臂远离所述机身的一端； 四个圆筒， 分别通过旋转电机安装在所述机身的四个侧面； 风机， 安装在所述机身； 其中， 所述圆筒中部为两端开口的中间腔体， 所述圆筒的环形壁开设有环形腔体， 所述 中间腔体与所述环形腔体连通且连通处设置有导流板， 以构成环形结构腔体； 所述风机与 所述环形腔 体远离所述环形结构腔 体的一端连通； 其中， 所述机身的底侧面设置有支撑架， 所述支撑架的上部内置有缠绕电机和电动气泵， 所述支撑架的两侧的下部均开设有容纳 腔， 所述容纳腔内置有充气 垫， 所述容纳腔的底部 设有开口， 所述充气垫通过输气管与所述 电动气泵连通， 所述缠绕电机 收卷式缠绕有牵引线， 所述牵引线的牵引端与所述充气垫远 离所述电动气泵的一端连接， 所述充气垫设置有电动排气阀； 所述旋翼装置包括桨叶和驱动电机， 所述桨叶与所述驱动电机连接， 所述驱动电机安 装在所述机臂远离所述机身的一端； 其中， 步进电机、 旋转电机、 缠绕电机和驱动电机配置有第一正反转电路、 第二正反转 电路和第三正反转电路中的一种或多种； 当使用多种电路时， 步进电机、 旋转电机、 缠绕电 机和驱动电机通过单刀 双掷开关或单刀三掷开关， 选择使用第一正反转电路或第二正反转 电路或第三 正反转电路； 其中， 所述第一正反转电路包括总开关QF1、 急停开关SB1、 按钮开关SB2、 按钮开关SB3、 继电器KM1、 继电器KM2、 指示灯LED1、 指示灯LED2和电机M1， 所述总开关QF1的一端用于与电 源的L、 N端连接， 另一端分别通过所述继电器KM1的常开主触点KM12和所述继电器KM2的常 开主触点KM22与所述电机M1的正反端点A、 B连接， 以使所述电机M1正反转； 所述急停开关 SB1的一端通过所述总开关QF1与所述电源的L端连接， 另 一端均与所述按钮开关SB2的一 端、 所述按钮开关SB3的一端、 所述继电器KM1的常开辅助触点KM11的一端和所述继电器KM2 的常开辅助触点KM21的一端连接， 所述按钮开关SB2的另一端和所述常开辅助触点KM11的 另一端均与所述 继电器KM2的常闭辅助触点KM23的一端 连接， 所述按钮开关SB3的另一端和 所述常开辅助触点KM21的另一端均与所述继电器KM1的常闭辅助触点KM13的一端连接， 所权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115200648 B 2述常闭辅助触点KM23的另一端与所述继 电器KM1的线圈的一端连接， 所述常闭辅助触点 KM13的另一端与所述 继电器KM2的线圈的一端连接， 所述 继电器KM1的线圈的另一端与所述 指示灯LED1的正极连接， 所述继电器KM2的线圈的另一端与所述指示灯LED2的正极连接， 所 述指示灯LED1的负极与所述指示灯LED2的负极相连后通过所述总开关QF1与所述电源的N 端连接； 其中， 第二正反转电路包括51单片机的芯片U1、 电阻R1、 电阻R2、 电阻R3、 电阻R4、 电阻 R5、 电阻R6、 电阻R7、 电阻R8、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 触点开关K1、 触点开关K2、 触点开关 K3、 三极管Q1、 三极管Q2、 三极管Q3、 三极管Q4、 三极管Q5、 三极管Q6、 三 极管Q7、 三极管Q8、 指 示灯LED3、 指示灯LED4、 指示灯LED5、 电机M2和晶振X1， 芯片U1的引脚1与电阻R5的一端连 接， 电阻R5的另一端与三极管Q 1的基极连接， 三极管Q1的集电极均与电阻R6的一端、 三极管 Q2的基极和三极管Q4的基极连接， 三极管Q2的发射极与三极管Q3的基极连接， 三极管Q4的 发射极与三极管Q3的发射极连接后与电机M2的一端连接， 芯片U1的引 脚2与电阻R8的一端 连接， 电阻R8的另一端与三极管Q8的基 极连接， 三极管Q8的集电极均与电阻R7的一端、 三极 管Q7的基极和三极管Q6的基极连接， 三极管Q7的发射极与三极管Q5的基极连接， 三极管Q5 的发射极与三极管Q6的发射极连接后与电机M2的另一端连接， 电阻R6的另一端、 电阻R7的 另一端、 三极管Q2的集电极、 三极管Q3的集电极、 三极管Q5的集电极和三极管Q7的集电极相 连接， 三极管Q 1的发射极、 三极管Q4的集电极、 三极管Q6的集电极和三极管Q8的发射极相连 接后接地， 芯片U1的引脚 9均与电阻R4的一端和电容C3的一端 连接， 芯片U1的引脚31与电容 C3的另一端 连接， 芯片U1的引脚10、 引脚11和引脚12分别与触点开关K1的一端、 触点开关K2 的一端和 触点开关K3的一端一一对应连接， 触点开关K1的另一端、 触点开关K2的另一端和 触点开关K3的另一端均接地， 芯片U1的引 脚18均与电容C1的一端和晶振X1的一端连接， 芯 片U1的引脚19均与电容C2的一端和晶振X1的另一端连接， 电阻R4的另一端、 电容C1的另一 端和电容C2的另一端相连接后接地， 芯片U1的引脚37、 引脚38和引脚36分别与指示灯LED3 的负极、 指示灯LED4的负极和指示灯LED5的负极一一对应连接， 指示灯LED3的正极与电阻 R1连接， 指示灯LED4的正极与电阻R2连接， 指示灯LED5的正极与电阻R3连接； 其中， 第三正反转电路包括51单片机的芯片U2、 驱动芯片U3、 电阻R9、 电阻R10、 电容C4、 电容C5、 电容C6、 触点开关K4、 触点开关K5、 触点开关K6、 触点开关K7、 排阻RP1和电机M3， 芯 片U2的引脚1与驱动芯片U3的引脚7连接， 芯片U2的引脚2与驱动芯片U3的引脚2连接， 芯片 U2的引脚3、 引脚4和引脚5分别与触点开关K4的一端、 触点开关K5的一端和触点开关K6的一 端一一对应连接， 触点开关K4的另一端、 触点开关K5的另一端和 触点开关K6的另一端均接 地， 芯片U2的引脚 9均与电容