一种检测系统和控制方法

技术领域

本发明实施例涉及表面检测技术，尤其涉及一种检测系统和控制方法。

背景技术

随着我国飞机制造业的快速发展,飞机各部件表面在生产制造和后续飞行时无法避免地会产生缺陷，如紧固件错漏装、表面划痕、磕碰、掉漆、腐蚀和裂纹等，飞机航行安全因此产生了重大的隐患，因此需要在生产制造的组装工序和出厂飞行后的例行检查中对各类缺陷进行检测。

现有技术中，飞机部件表面质量检测主要通过人工目视的方式检测，但是，人工目视检测存在很大的局限性，例如，存在如下缺陷：检测效率低、难以检测到飞机表面巨大面积和特殊位置、主观性强和难以对缺陷进行定量描述。

为了克服传统人工目视检测的弊端以满足现代飞机装配业在线测量及实时控制的智能化要求，实现飞机表面质量的工业智能化检测，亟需一种高精度、高速度、高柔性的表面缺陷检测系统，实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

发明内容

本发明提供一种检测系统和控制方法，以实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

第一方面，本发明实施例提供了一种检测系统，包括：移动模块、升降模块、检测模块、控制模块和动力模块，所述移动模块与所述升降模块的一端固定连接，所述检测模块与所述升降模块的另一端滑动连接；

其中，所述移动模块用于移动所述检测系统、以及承载所述升降模块和所述检测模块；所述升降模块用于移动所述检测模块；所述检测模块用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块、所述升降模块和所述检测模块运行；所述动力模块用于为所述检测系统供电。

进一步地，所述移动模块包括：全自动搬运机器人AGV和主体结构，其中，

所述AGV用于移动所述检测系统；

所述主体结构用于承载所述升降模块和所述检测模块。

进一步地，所述升降模块包括：立柱结构、滑轨、丝杆和滑鞍底座，所述滑轨与所述立柱结构固定连接，所述检测模块通过所述丝杆和所述滑鞍底座与所述立柱结构滑动连接。

进一步地，所述检测模块包括机械臂、快换单元、执行单元和位置补偿单元，其中，

所述机械臂的一端与所述升降模块滑动连接，另一端与所述快换模块转动连接；

所述快换单元用于更换所述执行模块；

所述执行单元用于检测所述待检测目标，得到检测数据；

所述位置补偿单元用于接收所述移动模块的第一位置信息和所述检测模块的第二位置信息，并根据所述第一位置信息移动所述移动模块，根据所述第二位置信息移动所述检测模块。

进一步地，所述执行单元包括：表面检测单元和位置检测单元，所述表面检测单元用于检测所述待检测目标的表面特征数据，所述位置检测单元用于检测所述待检测目标表面零件的位置数据。

进一步地，所述位置补偿单元具体用于：

接收所述移动模块的第一位置信息和所述检测模块的第二位置信息；

计算所述第一位置信息与第一预设检测位置信息的第一差值、以及所述第二位置信息与第二预设检测位置信息的第二差值；

基于所述第一差值移动所述移动模块，基于所述第二差值移动所述检测模块；

其中，所述第一预设检测位置信息以及第二预设检测位置信息均与所述待检测目标对应。

进一步地，所述控制模块包括：第一控制单元、第二控制单元和总控制单元，其中，

所述第一控制单元用于根据所述待检测目标移动所述移动模块；

所述第二控制单元用于对所述检测模块进行路径规划；

所述总控制单元连接所述第一控制模块和所述第二控制模块，用于控制所述检测系统。

进一步地，检测系统还包括：服务器，

所述服务器处理所述检测数据并将所述检测数据上传至云端。

进一步地，所述AGV包括：麦克纳姆轮和万向轮，其中，

所述麦克纳姆轮用于移动所述AGV；

所述万向轮用于支撑所述AGV。

第二方面，本发明实施例还提供了一种检测系统的控制方法，包括：

所述移动模块将所述检测系统移动至预设位置，所述预设位置与所述待检测目标之间的距离小于预设距离，其中，所述预设距离小于所述检测系统的检测范围；

移动所述移动模块，直至所述移动模块的第一位置信息与所述待检测目标的第一预设检测位置信息一致；

固定所述移动模块之后，移动所述检测模块，直至所述检测模块的第二位置信息与所述待检测目标的第二预设检测位置信息一致；

所述检测模块按照预设检测路径检测所述待检测目标。

本发明提供的一种检测系统，包括：移动模块、升降模块、检测模块、控制模块和动力模块，所述移动模块与所述升降模块的一端固定连接，所述检测模块与所述升降模块的另一端滑动连接；其中，所述移动模块用于移动所述检测系统、以及承载所述升降模块和所述检测模块；所述升降模块用于移动所述检测模块；所述检测模块用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块、所述升降模块和所述检测模块运行；所述动力模块用于为所述检测系统供电。本技术发明提供的检测系统，移动模块对检测系统进行粗定位，升降模块和检测模块对检测系统的检测模块进行精定位，将检测模块移动至待检测目标的预设检测位置，使得检测系统可以实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种检测系统的控制方法的流程图。

附图标号：100-检测系统、110-移动模块、120-升降模块、130-检测模块、140-动力模块、200-激光跟踪仪、300-服务器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种检测系统的结构示意图，本实施例可适用于检测设备表面信息的情况，该系统包括：移动模块110、升降模块120、检测模块130、控制模块和动力模块140，所述移动模块110与所述升降模块120的一端固定连接，所述检测模块130与所述升降模块120的另一端滑动连接；

其中，所述移动模块110用于移动所述检测系统100、以及承载所述升降模块120和所述检测模块130；所述升降模块120用于移动所述检测模块130；所述检测模块130用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块110、所述升降模块120和所述检测模块130运行；所述动力模块140用于为所述检测系统100供电。

其中，移动模块110可以位于检测系统100的底部，用于支撑升降模块120、检测模块130、控制模块和动力模块140；升降模块120可以在垂直方向上移动检测模块130；检测模块130的一端与升降模块120连接，另一端可以连接执行单元，执行单元可以对待检测目标进行检测。本实施例中，待检测目标可以包括飞机表面或者其他大型设备表面。

动力模块140可以包括蓄电池、逆变器、气泵和气罐。逆变器可以将车载电池的直流电转化为三相交流电和220v交流电，供移动模块110、升降模块120、检测模块130和控制模块使用。气泵和气罐用于制造和存储压缩空气，为升降模块120的升降和检测模块130更换执行单元提供气源。

具体地，当前场景可以为飞机表面检测场景，在当前场景下，动力模块140可以为移动模块110、升降模块120、检测模块130和控制模块供电；控制模块根据飞机的第一预设检测位置信息控制移动模块110移动至第一预设检测位置，控制模块根据激光跟踪仪200获取到的第一飞机表面数据，控制移动模块110进行位置调整，使得检测系统100可以更加精确地检测到飞机的检测数据；之后控制系统还可以控制移动模块110通过车体下降将检测系统100固定在地面；控制系统根据激光跟踪仪获取到的第二飞机表面数据，控制升降模块120将检测模块130移动至第二预设检测位置，进而按照预设路径获取飞机的检测数据。

另外，激光跟踪仪可以另设在检测系统100的旁侧，获取移动模块110的第一位置信息和检测模块130的第二位置信息，并将第一位置信息与第一预设检测位置进行对比，将对比得到的第一偏差发送至控制模块，控制模块可以根据第一偏差控制移动模块110的移动距离，将移动模块110移动至合适进行表面检测的位置；将第二位置信息与第二预设检测位置进行对比，将对比得到的第二偏差发送至控制模块，控制模块可以根据第二偏差控制升降模块120对检测模块130的移动距离，将检测模块130移动至合适进行表面检测的位置，实现对飞机表面的检测。

可以知道的是，移动模块110可以基于激光同步定位与地图绘制(simultaneouslocalization and mapping，SLAM)进行导航，将检测系统100移动至第一预设检测位置。

本实施例的技术方案，提供的一种检测系统，包括：移动模块、升降模块、检测模块、控制模块和动力模块，所述移动模块与所述升降模块的一端固定连接，所述检测模块与所述升降模块的另一端滑动连接；其中，所述移动模块用于移动所述检测系统、以及承载所述升降模块和所述检测模块；所述升降模块用于移动所述检测模块；所述检测模块用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块、所述升降模块和所述检测模块运行；所述动力模块用于为所述检测系统供电。本技术发明提供的检测系统，移动模块对检测系统进行粗定位，升降模块和检测模块对检测系统的检测模块进行精定位，将检测模块移动至待检测目标的预设检测位置，使得检测系统可以实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种检测系统的结构示意图，本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该系统还可以包括：移动模块110、升降模块120、检测模块130、控制模块、动力模块140和服务器300，所述移动模块110与所述升降模块120的一端固定连接，所述检测模块130与所述升降模块120的另一端滑动连接；

其中，所述移动模块110用于移动所述检测系统100、以及承载所述升降模块120和所述检测模块130；所述升降模块120用于移动所述检测模块130；所述检测模块130用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块110、所述升降模块120和所述检测模块130运行；所述动力模块140用于为所述检测系统100供电；所述服务器300处理所述检测数据并将所述检测数据上传至云端。

其中，服务器300可以包括计算单元、存储单元、网关单元和交换单元。计算单元可以对检测模块130获取到的检测数据进行预处理和压缩，减少检测数据传输造成的带宽浪费。存储单元可以暂存检测数据，当获取到的检测数据的数据量大于当前带宽所能承载的最大数据量时，可以在存储单元暂存检测数据；当需要压缩或者需要预处理的检测数据的数据量大于当前计算单元所能计算的最大数据量时，也可以在存储单元暂存检测数据。网关单元可以包括5G工业网关，网关又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

一种实施方式中，所述移动模块110包括：全自动搬运机器人AGV和主体结构，其中，

所述AGV用于移动所述检测系统100；所述主体结构用于承载所述升降模块120和所述检测模块130。

可以知道的是，通过吊装可以将升降模块120可以安装在AGV上。

AGV可以通过SLAM导航运动至待检测目标的附近。

主体结构还可以包括维修位置，维修位置可以容纳工作人员站立，以进行检测系统100维修或者检测系统100精度调试。

另外，AGV还可以包括至少一个车轮，车轮可以支撑AGV和主体结构，车轮还可以用于移动移动模块110。

一种实施方式中，所述升降模块120包括：立柱结构、滑轨、丝杆和滑鞍底座，所述滑轨与所述立柱结构固定连接，所述检测模块130通过所述丝杆和所述滑鞍底座与所述立柱结构滑动连接。

其中，升降模块120的一端可以滑动连接检测模块130，实现检测模块130底座的上下移动，扩展了检测模块130的检测范围，可以覆盖待检测目标的所有表面。

丝杆可以和升降模块120的底座连接，还可以和滑鞍底座连接，以带动滑鞍移动，进一步连接至滑轨，在滑轨上滑动，以带动升降模块120上下滑动。

一种实施方式中，所述检测模块130包括机械臂、快换单元、执行单元和位置补偿单元，其中，所述机械臂的一端与所述升降模块120滑动连接，另一端与所述快换模块转动连接；所述快换单元用于更换所述执行模块；所述执行单元用于检测所述待检测目标，得到检测数据；所述位置补偿单元用于接收所述移动模块110的第一位置信息和所述检测模块130的第二位置信息，并根据所述第一位置信息移动所述移动模块110，根据所述第二位置信息移动所述检测模块130。

其中，机械臂可以包括六轴工业机器人，六个轴承可以相互配合，调整机械臂的角度。执行器可以包括多种末端检测执行器，用于实现不同的检测功能。

另外，检测模块130还可以包括管线包，管线包可以电连接检测模块130、控制模块和供电模块，实现对检测模块130的控制和供电。

检测模块130可以根据机械臂的角度，调整检测位置；还可以根据检测模块130的上下位置，调整检测位置，实现对待检测目标的全方位检测。快换单元可以和执行单元相互配合，更换检测项目，使得检测系统100可以用于多种检测项目。

一种实施方式中，所述执行单元包括：表面检测单元和位置检测单元，所述表面检测单元用于检测所述待检测目标的表面特征数据，所述位置检测单元用于检测所述待检测目标表面零件的位置数据。

具体地，当执行单元包括表面检测单元时，执行单元可以获取待检测目标的表面特征数据，进而判断待检测目标的表面磨损或者损耗情况；当执行单元包括位置检测单元时，执行单元可以获取待检测目标的表面零件的位置数据，进而判断待检测目标表面零件的缺失情况和磨损情况。

另外，执行单元可以包括末端检测执行器。

需要说明的是，在实际应用中，执行单元还可以包括其他类型的检测单元，实现不同类型检测数据的获取。

一种实施方式中，所述位置补偿单元具体用于：

获取所述移动模块110的第一位置信息和所述检测模块130的第二位置信息；计算所述第一位置信息与第一预设检测位置信息的第一差值、以及所述第二位置信息与第二预设检测位置信息的第二差值；基于所述第一差值移动所述移动模块110，基于所述第二差值移动所述检测模块130；其中，所述第一预设检测位置信息以及第二预设检测位置信息均与所述待检测目标对应。

具体地，激光跟踪仪可以获取移动模块110的第一位置信息和第二位置信息，并将第一位置信息和第二位置信息发送至位置补偿单元，位置补偿单元可以根据第一位置信息、第二位置信息、以及从服务器300获取的第一预设检测位置信息和第二预设检测位置信息，移动AGV或者检测模块130。

其中，不同的待检测目标的表面信息不同，所以对应的第一预设检测位置信息和第二预设检测位置信息也不相同。在检测开始之前，可以根据待检测目标的类型，从服务器300获取对应的第一预设检测位置信息和第二预设检测位置信息。

另外，可以根据第一差值移动AGV，根据第二差值移动检测模块130，移动完成之后，再也比对第一位置信息和第一预设检测位置信息、以及第二位置信息和第二预设检测位置信息，直至检测系统100可以检测到待检测目标的所有检测数据。

一种实施方式中，所述控制模块包括：第一控制单元、第二控制单元和总控制单元，其中，所述第一控制单元用于根据所述待检测目标移动所述移动模块110；所述第二控制单元用于对所述检测模块130进行路径规划；所述总控制单元连接所述第一控制单元和所述第二控制单元，用于控制所述检测系统100。

其中，第二控制单元还可以包括执行控制单元，用于控制执行器的移动。

具体地，总控制单元可以分别控制第一控制单元和第二控制单元，进而控制移动模块110和检测模块130。

当然，总控制单元还可以控制动力模块140为检测系统100的运行提供电力支撑。

一种实施方式中，所述AGV包括：麦克纳姆轮和万向轮，其中，所述麦克纳姆轮用于移动所述AGV；所述万向轮用于支撑所述AGV。

具体地，AGV可以包括两组万向轮，两组万向轮可以位于AGV的底部中间位置，用于支撑AGV；AGV可以包括四组麦克纳姆轮，四组麦克纳姆轮可以分别位于AGV底部两侧，用于实现全方位移动AGV。

本实施例的技术方案，提供一种检测系统，包括：移动模块、升降模块、检测模块、控制模块、动力模块和服务器，所述移动模块与所述升降模块的一端固定连接，所述检测模块与所述升降模块的另一端滑动连接；其中，所述移动模块用于移动所述检测系统、以及承载所述升降模块和所述检测模块；所述升降模块用于移动所述检测模块；所述检测模块用于检测待检测目标，得到检测数据；所述控制模块用于控制所述移动模块、所述升降模块和所述检测模块运行；所述动力模块用于为所述检测系统供电；所述服务器处理所述检测数据并将所述检测数据上传至云端。本技术发明提供的检测系统，移动模块对检测系统进行粗定位，升降模块和检测模块对检测系统的检测模块进行精定位，将检测模块移动至待检测目标的预设检测位置，使得检测系统可以实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

进一步，包括多种末端检测执行器的执行单元可以根据实际需求更换末端检测执行器，以实现不同的检测需求，使得检测系统100可以适用于多种不同的工况。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种检测系统的控制方法的流程图，该方法可以控制检测系统的运行，提高检测效率。该方法包括：

步骤310、所述移动模块将所述检测系统移动至预设位置，所述预设位置与所述待检测目标之间的距离小于预设距离，其中，所述预设距离小于所述检测系统的检测范围。

具体地，移动模块可以实现对检测系统的粗定位，根据SLAM导航系统将检测系统移动至待检测目标附近。

另外，移动模块包括的内容以及具体地执行步骤在实施例一中已经进行了详细的说明，在此不再赘述。

步骤320、移动所述移动模块，直至所述移动模块的第一位置信息与所述待检测目标的第一预设检测位置信息一致。

具体地，第一位置信息与第一预设检测位置信息一致之后，可以使得检测系统检测到待检测目标表面的所有检测数据。在实际应用中，第一位置信息与第一预设检测位置信息的差值小于第一预设值之后，即可固定移动模块。

步骤330、固定所述移动模块之后，移动所述检测模块，直至所述检测模块的第二位置信息与所述待检测目标的第二预设检测位置信息一致。

具体地，第二位置信息与第二预设检测位置信息一致之后，可以使得检测模块的检测范围可以覆盖待检测目标的所有表面，使得获取到的检测数据更加全面，对待检测目标表面情况的认知更加全面，便于对待检测目标进行维修或者保养。

在实际应用中，第二位置信息与第二预设检测位置信息的差值小于第二预设值之后，即可开始进行检测。

步骤340、所述检测模块按照预设检测路径检测所述待检测目标。

其中，预设检测路径也可以根据待检测目标的类型，从服务器中获取其预设检测路径。

具体地，第二控制单元接收到预设检测路径之后，控制检测单元，进一步通过执行控制单元控制执行单元，移动执行单元的位置，检测待检测目标的所有表面，获取到完整的检测数据。

本实施例的技术方案，所述移动模块将所述检测系统移动至预设位置，所述预设位置与所述待检测目标之间的距离小于预设距离，其中，所述预设距离小于所述检测系统的检测范围；移动所述移动模块，直至所述移动模块的第一位置信息与所述待检测目标的第一预设检测位置信息一致；固定所述移动模块之后，移动所述检测模块，直至所述检测模块的第二位置信息与所述待检测目标的第二预设检测位置信息一致；所述检测模块按照预设检测路径检测所述待检测目标。上述技术方案，通过移动模块对检测系统的粗定位、以及移动模块和检测模块对检测系统的精定位，使得检测系统所在位置适合获取到待检测目标的所有表面检测数据，进一步使得检测系统可以实现飞机表面和表面零件位置信息的智能化检测。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。