一种基于桥隧施工的无人机AI智能巡检设备的制作方法

本发明涉及桥隧工程施工质量检测与智能化巡检，更具体地说，涉及一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备。

背景技术：

1、目前，桥梁和隧道工程施工过程中的质量检测与安全巡检主要依赖人工现场检查方式。检测人员需要借助登高车、脚手架或升降平台等辅助设施，抵近桥隧结构的待检表面进行目视观察和手工测量。隧道衬砌的脱空检测通常采用敲击法或地质雷达抽样扫描，桥梁墩柱和箱梁底面的裂缝检查则需搭设大面积作业平台。

2、公开号为cn120171797a的专利，公开了桥隧病害无人机智能检测系统。该桥隧病害无人机智能检测系统，包括无人机本体和地面基站，所述无人机本体内部设置有飞控系统、云台系统、摄像系统、树莓派系统、存储系统和电源系统。该发明利用360度全景摄像头进行数据采集，可以获取全面的图像数据，实现对桥隧巡检的全方位的监测和记录，没有盲区不会漏检，能够显著提升巡检工作的效率、准确性和安全性，为桥隧的管理和维护提供强有力的技术支持。

3、虽然该装置有益效果较多，但是随着无人机技术和传感器技术的发展，部分施工现场开始尝试将无人机搭载相机或激光扫描仪进行航拍检测。然而，现有无人机巡检方案多为简单的图像采集加地面后处理模式，即无人机仅负责拍摄照片或视频，降落后再将存储卡取出导入电脑进行分析，这种先采集后处理的离线模式无法在飞行过程中实时发现问题，对于需要即时处置的施工质量缺陷存在明显的滞后性。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备，解决了上述问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备，包括飞行载体、承载机架、多源采集模组、边缘计算盒、无线传输单元、地面控制基站、云端存储服务器，承载机架刚性固定于飞行载体底部下侧，多源采集模组吊装装配于承载机架的前端底面，边缘计算盒锁固安装于承载机架的中部顶面，无线传输单元螺栓固定于承载机架的后端顶面，无线传输单元的接线端子通过屏蔽线缆与边缘计算盒的数据接口对接连通，地面控制基站布设桥隧施工场地地面区域，云端存储服务器安置于场地管控机房内部，无线传输单元分别与地面控制基站、云端存储服务器建立无线信号对接链路，飞行载体、承载机架、多源采集模组、边缘计算盒、无线传输单元沿竖直方向自上而下分层排布，各部件之间仅依靠螺栓锁紧、线缆插接、吊装挂接形成固定连接结构。

5、优选的，多源采集模组包含可见光相机、红外热成像仪、三维激光雷达、姿态定位模块，可见光相机、红外热成像仪、三维激光雷达并排固定于多源采集模组的底部安装盘，姿态定位模块贴合锁固于多源采集模组的顶部壳体，可见光相机的数据输出端口、红外热成像仪的数据输出端口、三维激光雷达的数据输出端口、姿态定位模块的数据输出端口分别通过独立屏蔽线缆汇总接入边缘计算盒的多路输入接口，可见光相机、红外热成像仪、三维激光雷达的镜头朝向同一竖直向下方向，姿态定位模块位于三类采集设备的正上方区域，多源采集模组的壳体侧壁开设线缆贯通槽，所有连接线缆沿贯通槽内部规整排布。

6、优选的，承载机架包含主承重框体、前侧吊装支臂、中部安装平板、后侧固定底座，前侧吊装支臂一体成型连接于主承重框体前端，多源采集模组悬挂固定于前侧吊装支臂底端，中部安装平板水平焊接于主承重框体中段位置，边缘计算盒平铺锁紧于中部安装平板上表面，后侧固定底座延伸设置于主承重框体后端，无线传输单元固定贴合于后侧固定底座顶面，主承重框体顶部设置多组锁紧吊耳，主承重框体通过锁紧吊耳与飞行载体底部法兰盘螺栓对接，前侧吊装支臂、中部安装平板、后侧固定底座之间形成连续贯通的走线空腔。

7、优选的，边缘计算盒内置本地存储模块、数据转接板，本地存储模块卡接嵌入边缘计算盒内部卡槽，数据转接板水平布置于本地存储模块上方，本地存储模块的金属触点与数据转接板底部插槽插接配合，数据转接板外侧延伸多组对外接线端口，数据转接板一侧端口线缆连通多源采集模组，数据转接板另一侧端口线缆连通无线传输单元，边缘计算盒的盒体侧壁开设散热通槽，本地存储模块、数据转接板均与盒体内壁预留间隙形成通风空间，边缘计算盒底部设置减震橡胶垫层，减震橡胶垫层夹设于边缘计算盒底面与中部安装平板上表面之间。

8、优选的，无线传输单元包含主信号天线、备用信号天线、信号切换电路板，主信号天线竖直安装于无线传输单元壳体顶面左侧，备用信号天线竖直安装于无线传输单元壳体顶面右侧，信号切换电路板水平固定于无线传输单元壳体内部，主信号天线、备用信号天线的底部接线端分别接入信号切换电路板的两组信号输入端口，信号切换电路板的数据输出端口通过屏蔽线缆向下连通边缘计算盒，无线传输单元壳体后端设置线缆密封接头，所有对外连接线缆穿过密封接头延伸至壳体外部，主信号天线、备用信号天线高度保持一致，二者沿无线传输单元壳体中轴线对称分布。

9、优选的，地面控制基站包含操作终端、场地信号接收天线、电源稳压柜，场地信号接收天线竖直架设安装于电源稳压柜顶面，操作终端水平放置于电源稳压柜顶部台面，场地信号接收天线的信号线缆接入操作终端后侧信号接口，电源稳压柜内部布设供电线缆，供电线缆一端连通操作终端供电接口，供电线缆另一端外接场地工业供电线路，场地信号接收天线与无线传输单元的主信号天线、备用信号天线形成远距离无线对接结构，操作终端、场地信号接收天线、电源稳压柜三者集中布置于同一金属承载台面上。

10、优选的，云端存储服务器包含数据存储阵列、数据交互主板，数据存储阵列分层堆叠安置于云端存储服务器机柜内部，数据交互主板竖向固定于机柜内侧侧壁，数据存储阵列各组存储单元的接线端统一接入数据交互主板的存储扩展插槽，数据交互主板对外网线端口通过工业网线连接场地核心交换机，场地核心交换机与地面控制基站的操作终端建立有线连通结构，数据存储阵列整体位于数据交互主板的左侧区域，机柜前后两侧均设置防尘通风网板，网板与机柜框架卡扣固定。

11、优选的，多源采集模组底部安装盘中心设置旋转驱动基座，可见光相机、红外热成像仪、三维激光雷达均固定于旋转驱动基座的外周安装工位，旋转驱动基座顶端穿过多源采集模组壳体与姿态定位模块底面贴合锁固，旋转驱动基座内部开设中心走线孔，连接三类采集设备的线缆全部穿过中心走线孔向上接入姿态定位模块的接线端口，旋转驱动基座沿多源采集模组底部安装盘中心圆周自由转动，三类采集设备沿旋转驱动基座外周呈环形均匀间隔排布。

12、优选的，主承重框体的前侧吊装支臂底端设置环形挂扣，多源采集模组顶部壳体设置配套吊环，环形挂扣与吊环之间穿插锁紧销轴完成吊装连接，主承重框体后侧固定底座顶面设置多组螺纹孔。

13、优选的，无线传输单元壳体底部对应开设通孔，紧固螺栓穿过通孔与螺纹孔旋紧贴合，主承重框体顶部锁紧吊耳与飞行载体底部法兰盘之间垫设减震垫板，减震垫板夹设于吊耳下表面与法兰盘上表面之间。

14、（三）有益效果

15、与现有技术相比，本发明提供了一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备，具备以下有益效果：

16、1、该一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备，采用分层排布和模块化连接结构，承载机架、多源采集模组、边缘计算盒及无线传输单元自上而下沿竖直方向布置，各部件间仅通过螺栓锁紧、线缆插接和吊装挂接方式相连，使得现场装配和拆卸维护更加便捷，任一功能模块出现故障时可单独更换，无需拆解整机。承载机架的前侧吊装支臂、中部安装平板和后侧固定底座之间形成连续贯通的走线空腔，所有连接线缆均布置于空腔内部，有效避免了线缆外露在飞行振动和气流冲击下产生松动、磨损或断裂的风险。同时，锁紧吊耳与飞行载体法兰盘之间垫设减震垫板，边缘计算盒底部设置减震橡胶垫层，形成两级振动隔离体系，能够大幅衰减旋翼高频振动向精密传感器和电子元件的传递路径，确保多源采集模组在强烈振动环境中仍能获取清晰稳定的图像和点云数据，显著提高了设备在桥隧施工现场恶劣工况下的运行可靠性和使用寿命。

17、2、该一种基于桥隧施工的无人机ai智能巡检设备，通过可见光相机、红外热成像仪和三维激光雷达三类传感器协同工作，配合姿态定位模块实时记录空间姿态信息，实现了对桥隧结构表观质量、温度场分布和三维空间轮廓的同步采集与多源数据融合。可见光图像用于识别施工缝、蜂窝麻面等表观缺陷，红外热像用于检测混凝土水化热异常和预应力管道压浆不密实等隐蔽问题，三维点云用于断面超欠挖分析和模板变形监测，三类数据互为补充，有效克服了单一检测手段信息不全面的局限。边缘计算盒内置ai加速处理器，能够在飞行巡检过程中实时完成缺陷识别和数据分析，检测结果即时回传地面操作终端，操作人员可当场做出处置决策，避免了传统人工检测依赖后期室内数据处理导致的滞后性。