(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210823194.X (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 水利部交通 运输部国家能源局南京 水利科学研究院 地址 210029 江苏省南京市 鼓楼区广州路 223号 (72)发明人 汤雷　王宇琨　贾宇　李皓　 温嘉琦　占其兵　张盛行　 (74)专利代理 机构 北京保识知识产权代理事务 所(普通合伙) 11874 专利代理师 陈晓清 (51)Int.Cl. G01N 21/91(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 混凝土结构难达部位微裂纹荧光渗透智能 探测装置与方法 (57)摘要 本发明公开了混凝土结构难达部位微裂纹 荧光渗透智能探测装置与方法， 包括喷液无人 机、 拍摄无人机和地面遥控平台， 喷液无人机采 用喷液单元在混凝土结构表面的待检测区域喷 洒荧光溶液， 采用第一摄像机在喷液过程中采集 待检测区域的图像； 拍摄无人机采用信息交互单 元获取喷液无人机的飞行参数， 采用第二摄像机 采集所述检测区域在所述紫外光源照射下的荧 光图像； 地面遥控平台， 采用无人机控制单元控 制喷液无人机和拍摄无人机的工作参数， 采用数 据处理单元规划喷液无人机的喷液点和智能识 别获取的检测区域图像中的微裂纹信息。 本发明 实现混凝土难达部位的裂纹检测， 无需人工携带 设备， 无需复杂的数据处理， 实施过程简单， 所需 成本低。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115184372 A 2022.10.14 CN 115184372 A 1.混凝土结构难达 部位微裂纹荧 光渗透智能探测装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 喷液无人机(2)， 包括喷液单元、 第一摄像机、 RTK空间定位系统， 所述喷液单元用于在 混凝土结构(1)表 面的待检测区域喷洒荧光溶液， 所述第一摄像机用于采集混凝土结构(1) 图像和在喷液无人机(2)喷液过程中采集所述待检测区域的图像， 所述 RTK空间定位系统为 喷液无人机(2)飞行提供空间坐标； 拍摄无人机(3)， 包括紫外光源、 第二摄像机、 信息交互单元， 所述信息交互单元用于获 取喷液无人机(2)的飞行参数， 所述第二摄像机用于采集所述待检测区域在所述紫外光源 照射下的荧 光图像； 地面遥控平台(4)， 包括无人机控制单元和数据处理单元， 所述无人机控制单元用于控 制喷液无人机(2)和拍摄无人机(3)的工作参数， 所述数据处理单元实现基于所述第一摄像 机采集的图像和RT K空间定位系统采集的坐标参数， 建立混凝土结构(1)待检测区域的空间 模型， 用于规划喷液无人机(2)的喷液点， 所述数据处理单元还实现基于深度学习的微裂纹 荧光图像智能识别功能， 对基于所述第二摄像机采集的荧光图像中的微裂纹信息进行自动 识别与标注。 2.根据权利 要求1所述的装置， 其特征在于， 所述喷液无人机(2)和所述拍摄无人机(3) 还包括红外测距单元， 所述红外测距单元用于调整无人机与混凝土结构(1)表面之间的夹 角和距离 。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述喷液单元安装有扇形喷口及环形喷 口。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述荧光溶液根据混凝土结构(1)表面粗 糙度进行配置， 其中所述 荧光溶液中荧光粉的质量分数为0.0 5％‑0.1％。 5.混凝土结构难达部位微裂纹荧光渗透智能探测方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑4 任一所述的混凝 土结构难达 部位微裂纹荧 光渗透智能探测装置实现， 所述方法包括： 基于所述待检测区域的图像与位置信息规划喷液 无人机(2)的喷液点； 采用喷液 无人机(2)在所述喷液点向混凝 土结构(1)表面的待检测区域喷洒 荧光溶液； 基于喷液无人机(2)飞行参数设置拍摄无人机(3)的飞行参数， 所述飞行参数包括飞行 路径、 飞行速度和悬停时间； 采用拍摄无人机(3)采集所述待检测区域在所述紫外光源照射下的荧光图像； 基于所 述喷液无人机(2)在喷液点的喷液时间和荧光溶液的最佳观测窗口期， 确定拍摄无人机(3) 在荧光溶液最佳观测窗口期内到 达相应喷液点， 并进行 悬停拍摄； 将拍摄无人机(3)拍摄到的荧光图像输入到地面遥控平台(4)中的数据处理单元， 所述 数据处理单元基于深度学习， 对荧 光图像中的微裂纹进行自动识别与标注。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述喷液点 规划过程包括： S1、 基于喷液无人机(2)的第一摄像机采集混凝土结构(1)的全景图像， 基于喷液无人 机(2)的RTK空间定位系统获取混凝土结构(1)控制点空间坐标参数， 基于所述全景图像选 定混凝土结构(1)表面的待检测区域， 利用地面遥控平 台(4)中数据处理单元， 结合混凝土 结构(1)形状参数和所述喷液无人机(2)RTK空间定位系统采集的控制点空间坐标参数， 建 立待检测区域的空间模型， 确定待检测区域的空间坐标系； S2、 基于所述待检测区域选取喷液无人机(2)的喷液起点， 喷洒荧光溶液， 采用所述第权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115184372 A 2一摄像机采集喷洒 荧光溶液后所述待检测区域的图像； S3、 基于喷洒荧光溶液后所述待检测区域的图像获取荧光溶液的覆盖面积， 基于所述 荧光溶液的覆盖面积调整喷液 无人机(2)工作参数， 选取 下一喷液点； S4、 重复步骤S3直到所述待检测区域均被荧 光溶液覆盖。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 采用所述数据处理单元获取所述喷液无人 机(2)的飞行参数， 采用所述无人机控制单元将所述喷液无人机(2)的飞行参数实时同步为 所述拍摄无 人机(3)的飞行参数。 8.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述拍摄无人机(3)到达本次喷液点开始 拍摄的时间， 是基于所述喷液无人机(2)在该喷液点喷液的时间进 行推算， 算法为 从喷液无 人机(2)喷液结束时间起推后20s～300s， 喷液结束后20s～300s为荧光溶液的最佳观测窗 口期。 9.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述拍摄无人机(3)中紫外光源为所携带 的紫外光灯， 紫外光灯在照射区域内辐射的紫外线强度不低于40 00 μw/cm2。 10.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 该探测方法最适于环境光照强度小于 100Lux时。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115184372 A 3