一种无人机发动机与机体损伤检测方法及系统与流程
1.本发明涉及飞行器检测技术领域，特别涉及一种无人机发动机与机体损伤检测方法及系统。
背景技术：
[0002][0003]
目前，无人机起飞前的发动机和机体损伤检测是确保无人机正常飞行的必要手段，然而无人机的发动机系统复杂、且需要控制站联调的情况下，才能对无人机的发动机发电机电压、缸温、油耗、转速、振动、点火电流等参数进行实时监控和智能超限报警，不便于维修人员的检测维修；此外，对起飞前的无人机关键部件复合材料、金属结构进行损伤检测通常容易被忽视，极大降低了无人机飞行的可靠性和安全性。
技术实现要素：
[0004]
基于此，本发明的目的是提供一种无人机发动机与机体损伤检测方法及系统，旨在通过本发明所示的方法对发动机与机身进行检测，提升了无人机飞行的可靠性与安全性。
[0005]
本发明的第一方面在于提供一种无人机发动机与机体损伤检测方法，所述方法应用于发动机检测设备与机体损伤检测设备，以分别对无人机的发动机与机体损伤进行检测，所述方法包括：
[0006]
在分别启动发动机检测设备与无人机的发动机系统后，控制所述发动机检测设备进入状态测试界面，以及控制所述发动机系统进入状态运行界面；
[0007]
按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号；
[0008]
根据所述运行数据与特征信号，输出发动机状态检测的检测结果；
[0009]
当判定所述发动机无故障时，启动所述机体损伤检测设备；
[0010]
控制所述机体损伤检测设备初始化系统资源，以及从一默认配置文件中读取无人机的机体参数信息；
[0011]
通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据；
[0012]
对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞。
[0013]
根据上述技术方案的一方面，按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号的步骤，具体包括：
[0014]
设置油量采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送油量采集模拟控制指令；
[0015]
获取所述发动机的油耗信息；
[0016]
根据所述发动机的油耗信息，判断油量是否正常；
[0017]
若否，通过所述发动机检测设备发出燃油加注指令。
[0018]
根据上述技术方案的一方面，根据所述发动机的油耗信息，判断油量是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0019]
当油量正常时，设置发电机电压采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送电压采集模拟控制指令；
[0020]
获取发动机的发电机的电压信息；
[0021]
根据所述发电机的电压信息，判断发电机电压是否正常；
[0022]
若否，输出发电机电压故障诊断请求。
[0023]
根据上述技术方案的一方面，根据所述发电机的电压信息，判断发电机电压是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0024]
当发电机电压正常时，设置发动机缸温采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送缸温采集模拟控制指令；
[0025]
获取发动机的缸温信息；
[0026]
根据所述发动机的缸温信息，判断发动机缸温是否正常；
[0027]
若否，输出缸温故障诊断请求。
[0028]
根据上述技术方案的一方面，根据所述发动机的缸温信息，判断发动机缸温是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0029]
当发动机缸温正常时，设置发动机转速采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送转速采集模拟控制指令；
[0030]
获取发动机的转速信息；
[0031]
根据所述发动机的转速信息，判断发动机转速是否正常；
[0032]
若否，输出转速故障诊断请求。
[0033]
根据上述技术方案的一方面，根据所述发动机的转速信息，判断发动机转速是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0034]
当发动机转速正常时，设置振动采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送振动采集模拟控制指令；
[0035]
获取发动机的振动信息；
[0036]
根据所述发动机的振动信息，判断发动机振动是否正常；
[0037]
若否，输出振动故障诊断请求。
[0038]
根据上述技术方案的一方面，根据所述发动机的振动信息，判断发动机振动是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0039]
当发动机振动正常时，设置点火电流采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送点火电流模拟控制指令；
[0040]
获取发动机的点火电流信息；
[0041]
根据所述发动机的点火电流信息，判断发动机的点火电流是否正常；
[0042]
若否，输出点火电流故障诊断请求。
[0043]
根据上述技术方案的一方面，通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据的步骤，具体包括：
[0044]
通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测时，采集超声波检测信号，并对所述超声波检测信号进行多特征提取；
[0045]
采集所述超声波检测信号的回波数据，并根据所述回波数据对波形进行显示。
[0046]
根据上述技术方案的一方面，对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞的步骤，具体包括：
[0047]
采用rbf神经网络模型对超声检测特征进行结构损伤识别，并划定结构损伤等级；
[0048]
判断损伤等级是否超过阈值；
[0049]
若是，则判定机体的预设部位损伤；
[0050]
若否，则判定机体无损伤，对发动机与机体损伤的检测结果进行显示，以完成无人机起飞前检测。
[0051]
本发明的第二方面在于提供一种无人机发动机与机体损伤检测系统，所述系统包括：
[0052]
第一控制模块，用于在分别启动发动机检测设备与无人机的发动机系统后，控制所述发动机检测设备进入状态测试界面，以及控制所述发动机系统进入状态运行界面；
[0053]
发动机数据采集模块，用于按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号；
[0054]
发动机检测结果输出模块，用于根据所述运行数据与特征信号，输出发动机状态检测的检测结果；
[0055]
第二控制模块，用于当所述发动机检测结果输出模块判定所述发动机无故障时，启动所述机体损伤检测设备；
[0056]
机体参数读取模块，用于控制所述机体损伤检测设备初始化系统资源，以及从一默认配置文件中读取无人机的机体参数信息；
[0057]
机体探测模块，用于通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据；
[0058]
机体检测结果输出模块，用于对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞。
[0059]
与现有技术相比，采用本发明所示的无人机发动机与机体损伤检测方法及系统，有益效果在于：
[0060]
通过发动机检测设备向无人机的发动机系统发送指令，以采集发动机运行过程中的运行数据与特征信号，从而能够根据发动机的运行数据与特征信号判断发动机运行是否正常，从而能够在发动机与无人机不分离、不需要控制站联调的情况下，模拟控制站对无人机进行指令控制；以及通过机身损伤检测设备向无人机机身的预设部位进行超声波探测，通过对回波数据进行处理以通过波形特征判断机身是否损伤；如此便能够有效对发动机与机身进行检测，以在无人机发动机存在故障或机身存在损伤时进行对应修复，提升了无人机飞行的可靠性与安全性。
附图说明
[0061]
图1为本发明第一实施例中的无人机发动机与机体损伤检测方法的流程示意图；
[0062]
图2为本发明第二实施例中的无人机发动机与机体损伤检测方法的流程示意图；
[0063]
图3为本发明第三实施例中的无人机发动机与机体损伤检测系统的结构框图；
[0064]
以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0065]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0066]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0067]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0068]
实施例一
[0069]
请参阅图1，所示为本发明第一实施例提供的一种无人机发动机与机体损伤检测方法的流程示意图，所述方法应用于发动机检测设备与机体损伤检测设备，以分别对无人机的发动机与机体损伤进行检测，所述方法包括步骤s10-s70：
[0070]
步骤s10，在分别启动发动机检测设备与无人机的发动机系统后，控制所述发动机检测设备进入状态测试界面，以及控制所述发动机系统进入状态运行界面；
[0071]
其中，发动机检测设备用于对无人机的发动机进行检测，因此，在通过发动机检测设备对发动机进行检测时，发动机系统也应开启，以通过发动机检测设备与发动机系统的通信连接，采集到发动机在运行状态的各功能项参数，例如发动机的发电机电压、发动机耗油量、发动机转速等等。
[0072]
具体而言，若要采集发动机在运行状态的各功能项参数，其发动机内应设置有对应的传感器，以用于获取发动机的各功能项参数。
[0073]
在本实施例当中，发动机检测设备的状态测试界面即状态测试程序的显示界面，而发动机系统的状态运行界面即发动机系统运行时的显示界面。
[0074]
步骤s20，按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号；
[0075]
其中，预设的发动机功能项检测流程例如按照发动机的运行流程进行排序检测，或者是按照检测所需的时间进行排序，例如从所需时间较少到所需时间较长进行排序。
[0076]
具体而言，在实际的发动机检测过程中，通过发动机检测设备向发动机系统发送各种模拟控制指令，从而能够通过发动机检测设备采集到发动机运行过程中的运行数据，并根据发动机的运行数据确定发动机的运行特征，从而得到发动机运行的特征信号。
[0077]
步骤s30，根据所述运行数据与特征信号，输出发动机状态检测的检测结果；
[0078]
进一步的，通过发动机检测设备向发动机系统发送各种模拟控制指令，从而依次获取发动机的油耗信息、发动机的发电机电压信息、发动机的缸温信息、发动机的转速信
息、以及发动机在运行过程中的振动信息，并依次分别将油耗、电压、缸温、转速、振动频率与预设的阈值进行对比，其中，符合阈值的则判定发动机的该功能项正常，从而输出发动机状态检测的检测结果。
[0079]
例如，当判定发动机的发电机电压未在阈值范围内，则输出发电机电压故障诊断请求，则维修人员在获取这一信息之后，即可采用专业的诊断、维修设备对发动机的发电机进行维修诊断与维修。
[0080]
步骤s40，当判定所述发动机无故障时，启动所述机体损伤检测设备；
[0081]
本实施例当中，首先是对发动机进行检测，在发动机检测未发现故障时，进入到无人机的机体检测，主要是探查无人机的机体是否有裂纹等不明显损伤，例如机翼连接处等薄弱位置，随即启动机体损伤探查设备。
[0082]
步骤s50，控制所述机体损伤检测设备初始化系统资源，以及从一默认配置文件中读取无人机的机体参数信息；
[0083]
其中，在启动机体损伤检测设备之后，首先初始化系统资源，并从以默认配置文件中读取无人机的机体参数信息。
[0084]
示例而非限定，默认配置文件例如为无人机的设计文件，该涉及文件中包含了无人机机体的各项参数(主要指机体蒙皮)，例如机体的制备材料、对超声波的反射率为多少等等。
[0085]
步骤s60，通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据；
[0086]
具体而言，对于机体的损伤主要是通过超声波进行探测，例如采用机体损伤检测设备的超声波探头对无人机机体的机翼连接处进行探测，而超声波探头例如采用自动化机械臂控制，从而能够均匀的进行探测，保证探测效果。
[0087]
在机体损伤设备通过超声波探头朝向机体发射超声波之后，超声波在接触到机体之后将会反射，从而能够通过机体损伤检测设备的回波接收端接收来自机体反射的超声波，从而根据反射得到的超声波生成回波数据。
[0088]
步骤s70，对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞。
[0089]
其中，在对回波数据进行处理，例如对回波进行截取或标注，从而便于确定波形特征，以根据波形特征判断机体是否损伤，或者是进一步确定损伤等级。
[0090]
具体而言，超声波信号在与机体接触时，当机体存在例如裂纹损伤时，此时的回波信号会异常明显，从而能够确定机体存在裂纹损伤；那么，在机体存在损伤之后，还可以确定机体损伤的等级，当损伤等级未达损伤阈值时，按照相关的无人机技术手册，判定无人机还是能够正常飞行，则机体损伤探测设备判定无人机的机体合格，符合起飞条件，准予起飞。
[0091]
与现有技术相比，采用本实施例所示的无人机发动机与机体损伤检测方法，有益效果在于：
[0092]
通过发动机检测设备向无人机的发动机系统发送指令，以采集发动机运行过程中的运行数据与特征信号，从而能够根据发动机的运行数据与特征信号判断发动机运行是否正常，从而能够在发动机与无人机不分离、不需要控制站联调的情况下，模拟控制站对无人
机进行指令控制；以及通过机身损伤检测设备向无人机机身的预设部位进行超声波探测，通过对回波数据进行处理以通过波形特征判断机身是否损伤；如此便能够有效对发动机与机身进行检测，以在无人机发动机存在故障或机身存在损伤时进行对应修复，提升了无人机飞行的可靠性与安全性。
[0093]
实施例二
[0094]
请参阅图2，本发明的第二实施例提供了一种无人机发动机与机体损伤检测方法，在本实施例当中：
[0095]
按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号的步骤，具体包括：
[0096]
设置油量采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送油量采集模拟控制指令；
[0097]
获取所述发动机的油耗信息；
[0098]
根据所述发动机的油耗信息，判断油量是否正常；
[0099]
若否，通过所述发动机检测设备发出燃油加注指令。
[0100]
其中，根据所述发动机的油耗信息，判断油量是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0101]
当油量正常时，设置发电机电压采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送电压采集模拟控制指令；
[0102]
获取发动机的发电机的电压信息；
[0103]
根据所述发电机的电压信息，判断发电机电压是否正常；
[0104]
若否，输出发电机电压故障诊断请求。
[0105]
其中，根据所述发电机的电压信息，判断发电机电压是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0106]
当发电机电压正常时，设置发动机缸温采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送缸温采集模拟控制指令；
[0107]
获取发动机的缸温信息；
[0108]
根据所述发动机的缸温信息，判断发动机缸温是否正常；
[0109]
若否，输出缸温故障诊断请求。
[0110]
其中，根据所述发动机的缸温信息，判断发动机缸温是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0111]
当发动机缸温正常时，设置发动机转速采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送转速采集模拟控制指令；
[0112]
获取发动机的转速信息；
[0113]
根据所述发动机的转速信息，判断发动机转速是否正常；
[0114]
若否，输出转速故障诊断请求。
[0115]
其中，根据所述发动机的转速信息，判断发动机转速是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0116]
当发动机转速正常时，设置振动采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送振动采集模拟控制指令；
[0117]
获取发动机的振动信息；
[0118]
根据所述发动机的振动信息，判断发动机振动是否正常；
[0119]
若否，输出振动故障诊断请求。
[0120]
其中，根据所述发动机的振动信息，判断发动机振动是否正常的步骤之后，所述方法还包括：
[0121]
当发动机振动正常时，设置点火电流采集参数，通过所述发动机检测设备向所述发动机系统发送点火电流模拟控制指令；
[0122]
获取发动机的点火电流信息；
[0123]
根据所述发动机的点火电流信息，判断发动机的点火电流是否正常；
[0124]
若否，输出点火电流故障诊断请求。
[0125]
在本实施例当中，通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据的步骤，具体包括：
[0126]
通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测时，采集超声波检测信号，并对所述超声波检测信号进行多特征提取；
[0127]
采集所述超声波检测信号的回波数据，并根据所述回波数据对波形进行显示。
[0128]
其中，对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞的步骤，具体包括：
[0129]
采用rbf神经网络模型对超声检测特征进行结构损伤识别，并划定结构损伤等级；
[0130]
判断损伤等级是否超过阈值；
[0131]
若是，则判定机体的预设部位损伤；
[0132]
若否，则判定机体无损伤，对发动机与机体损伤的检测结果进行显示，以完成无人机起飞前检测。
[0133]
实施例三
[0134]
请参阅图3，所示为本发明第三实施例提供的一种无人机发动机与机体损伤检测系统的结构框图，所述系统包括：第一控制模块10、发动机数据采集模块 20、发动机检测结果输出模块30、第二控制模块40、机体参数读取模块50、机体探测模块60与机体检测结果输出模块70。
[0135]
第一控制模块10，用于在分别启动发动机检测设备与无人机的发动机系统后，控制所述发动机检测设备进入状态测试界面，以及控制所述发动机系统进入状态运行界面；
[0136]
其中，发动机检测设备用于对无人机的发动机进行检测，因此，在通过发动机检测设备对发动机进行检测时，发动机系统也应开启，以通过发动机检测设备与发动机系统的通信连接，采集到发动机在运行状态的各功能项参数，例如发动机的发电机电压、发动机耗油量、发动机转速等等。
[0137]
具体而言，若要采集发动机在运行状态的各功能项参数，其发动机内应设置有对应的传感器，以用于获取发动机的各功能项参数。
[0138]
在本实施例当中，发动机检测设备的状态测试界面即状态测试程序的显示界面，而发动机系统的状态运行界面即发动机系统运行时的显示界面。
[0139]
发动机数据采集模块20，用于按照预设的发动机功能项检测流程，通过所述发动机检测设备采集所述发动机在运行过程中的运行数据与特征信号；
[0140]
其中，预设的发动机功能项检测流程例如按照发动机的运行流程进行排序检测，或者是按照检测所需的时间进行排序，例如从所需时间较少到所需时间较长进行排序。
[0141]
具体而言，在实际的发动机检测过程中，通过发动机检测设备向发动机系统发送各种模拟控制指令，从而能够通过发动机检测设备采集到发动机运行过程中的运行数据，并根据发动机的运行数据确定发动机的运行特征，从而得到发动机运行的特征信号。
[0142]
发动机检测结果输出模块30，用于根据所述运行数据与特征信号，输出发动机状态检测的检测结果；
[0143]
进一步的，通过发动机检测设备向发动机系统发送各种模拟控制指令，从而依次获取发动机的油耗信息、发动机的发电机电压信息、发动机的缸温信息、发动机的转速信息、以及发动机在运行过程中的振动信息，并依次分别将油耗、电压、缸温、转速、振动频率与预设的阈值进行对比，其中，符合阈值的则判定发动机的该功能项正常，从而输出发动机状态检测的检测结果。
[0144]
例如，当判定发动机的发电机电压未在阈值范围内，则输出发电机电压故障诊断请求，则维修人员在获取这一信息之后，即可采用专业的诊断、维修设备对发动机的发电机进行维修诊断与维修。
[0145]
第二控制模块40，用于当发动机检测结果输出模块30判定所述发动机无故障时，启动所述机体损伤检测设备；
[0146]
本实施例当中，首先是对发动机进行检测，在发动机检测未发现故障时，进入到无人机的机体检测，主要是探查无人机的机体是否有裂纹等不明显损伤，例如机翼连接处等薄弱位置，随即启动机体损伤探查设备。
[0147]
机体参数读取模块50，用于控制所述机体损伤检测设备初始化系统资源，以及从一默认配置文件中读取无人机的机体参数信息；
[0148]
其中，在启动机体损伤检测设备之后，首先初始化系统资源，并从以默认配置文件中读取无人机的机体参数信息。
[0149]
示例而非限定，默认配置文件例如为无人机的设计文件，该涉及文件中包含了无人机机体的各项参数(主要指机体蒙皮)，例如机体的制备材料、对超声波的反射率为多少等等。
[0150]
机体探测模块60，用于通过所述机体损伤检测设备对无人机机体的预设部位进行超声波探测，并实时采集回波数据；
[0151]
具体而言，对于机体的损伤主要是通过超声波进行探测，例如采用机体损伤检测设备的超声波探头对无人机机体的机翼连接处进行探测，而超声波探头例如采用自动化机械臂控制，从而能够均匀的进行探测，保证探测效果。
[0152]
在机体损伤设备通过超声波探头朝向机体发射超声波之后，超声波在接触到机体之后将会反射，从而能够通过机体损伤检测设备的回波接收端接收来自机体反射的超声波，从而根据反射得到的超声波生成回波数据。
[0153]
机体检测结果输出模块70，用于对所述回波数据进行数据处理，以根据波形特征判定机体是否损伤，从而判定无人机是否可以起飞。
[0154]
其中，在对回波数据进行处理，例如对回波进行截取或标注，从而便于确定波形特征，以根据波形特征判断机体是否损伤，或者是进一步确定损伤等级。
[0155]
具体而言，超声波信号在与机体接触时，当机体存在例如裂纹损伤时，此时的回波信号会异常明显，从而能够确定机体存在裂纹损伤；那么，在机体存在损伤之后，还可以确定机体损伤的等级，当损伤等级未达损伤阈值时，按照相关的无人机技术手册，判定无人机还是能够正常飞行，则机体损伤探测设备判定无人机的机体合格，符合起飞条件，准予起飞。
[0156]
与现有技术相比，采用本实施例所示的无人机发动机与机体损伤检测系统，有益效果在于：
[0157]
通过发动机检测设备向无人机的发动机系统发送指令，以采集发动机运行过程中的运行数据与特征信号，从而能够根据发动机的运行数据与特征信号判断发动机运行是否正常，从而能够在发动机与无人机不分离、不需要控制站联调的情况下，模拟控制站对无人机进行指令控制；以及通过机身损伤检测设备向无人机机身的预设部位进行超声波探测，通过对回波数据进行处理以通过波形特征判断机身是否损伤；如此便能够有效对发动机与机身进行检测，以在无人机发动机存在故障或机身存在损伤时进行对应修复，提升了无人机飞行的可靠性与安全性。
[0158]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0159]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
