1.一种利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,所述方法包括:采集无人机群的初始化采集数据,并基于初始化采集数据进行目标桥梁的缝段类型标定和空间位置分区,形成用于测量任务生成的缝段矩阵;包括:控制各无人机在目标桥梁范围内巡航过程中执行桥面图像序列、无人机位置信息和缝段边缘点云数据采集;基于缝段边缘点云数据和桥面图像序列的图像特征匹配结果执行缝段类型分类;其中,缝段类型为桥面伸缩缝、护栏伸缩缝、桥墩伸缩缝人行道伸缩缝、桥头搭板缝隙、吊篮轨道构造缝和斜拉索锚板缝中的任意一种;基于各无人机的位置信息对各缝段进行空间段落划分;基于各缝段的缝段类型和空间段落输出缝段类型标识和空间位置索引,以基于缝段类型标识和空间位置索引构建对应的缝段矩阵;基于各目标时间尺度,定义缝段矩阵中各缝段的测量时间窗口和参数配置,以生成多时间尺度测量任务集;包括:从预设的时间尺度配置集中分别获取日变化尺度、社会周期尺度和季节周期尺度的时间控制参数;基于各时间尺度的时间控制参数分别设定对应时间尺度下的测量起止时间、采样频率和响应延迟阈值,作为采集控制参数;将采集控制参数与缝段矩阵中各缝段编号逐一映射组合,基于各映射组合构建多时间尺度测量任务集;其中,社会周期尺度用于监测桥梁在社会活动周期内出现的结构响应;根据多时间尺度测量任务集执行无人机分配,确定每架无人机在各时间尺度下的飞行窗口和对应的目标缝段集合,获得检测任务;其中,对每一项检测任务,根据其测量时间窗口、图像采集分辨率需求和飞行高度要求,计算从起点至目标缝段的最短路径规划,考虑多任务的时间窗口重叠情况,执行任务间的路径压缩与路径拼接;基于检测任务控制各无人机于对应飞行窗口内采集目标缝段的激光的测量数据,以执行对应缝段的缝口尺寸提取,并将缝口尺寸更新至对应缝段的尺寸生命周期曲线中;其中,将缝口尺寸更新至对应缝段的尺寸生命周期曲线中,包括:对不同时间尺度下的测量结果进行时间轴标准化,将具有不同测量频率和时长特征的数据按缝段编号分别归入对应的尺寸生命周期曲线中,并基于时间尺度间的重叠片段执行跨尺度差分分析和趋势对齐处理,以实现各时间尺度监测数据的同步。
2.根据权利要求1所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,多时间尺度测量任务集中的每项任务包括:缝段编号、缝段类型、时间尺度标签、任务触发条件、图像采集分辨率需求和重复容忍度;其中,所述时间尺度标签用于标定任务执行优先级;所述任务触发条件用于定义自动调度策略;所述图像采集分辨率需求用于引导无人机配置适配的飞行高度与相机焦距。
3.根据权利要求1所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,根据多时间尺度测量任务集执行无人机分配,包括:针对所述多时间尺度测量任务集中的每项任务确定对应的调度参数;基于各无人机的剩余电量、飞行能力、历史任务负载情况和图像分辨率适配能力,分别计算各无人机在任务对应时间窗口内的可达性评分和任务负载平衡评分;在满足任务触发条件的前提下,综合可达性评分、任务负载平衡评分和时间尺度标签对应的任务优先级执行调度评分计算,确定各项任务调度评分最高的无人机,构建对应无人机与对应任务之间的绑定关系;其中,每一项任务仅与一个无人机绑定。
4.根据权利要求3所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,确定每架无人机在各时间尺度下的飞行窗口和对应的目标缝段集合,获得检测任务,包括:基于调度评分最高所形成的各任务与无人机的绑定关系,统计每架无人机绑定的全部任务项;从各任务项中提取缝段编号并汇总为该无人机的目标缝段集合;根据所绑定任务的测量时间窗口,结合图像采集分辨率需求所要求的飞行高度和航向稳定时间,计算该无人机在各时间尺度下的飞行起始时间、终止时间和路径规划结果,形成飞行窗口;将目标缝段集合与飞行窗口配对,存储为该无人机的检测任务。
5.根据权利要求1所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,基于检测任务控制各无人机于对应飞行窗口内采集目标缝段的激光的测量数据,以执行对应缝段的缝口尺寸提取,包括:控制无人机在飞行窗口内稳定悬停于缝段位置,以预设俯角拍摄缝口区域图像;基于缝口区域图像中的缝段边界线提取算法执行边缘识别,执行目标缝段定位;根据目标缝段定位结果,对目标缝段执行激光测量,获得目标缝段的缝口尺寸信息。
6.根据权利要求1所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,其特征在于,缝段的尺寸生命周期曲线以缝段编号为索引,记录该缝段在所有时间尺度下测得的缝口尺寸随时间变化序列;其中,尺寸生命周期曲线的曲线节点由时间戳与对应尺寸值构成。
7.一种利用无人机群进行桥梁检测的系统,其特征在于,所述系统用于执行权利要求1-6中任一项权利要求所述的利用无人机群进行桥梁检测的方法,所述系统包括:采集单元,用于采集无人机群的初始化采集数据,并基于初始化采集数据进行目标桥梁的缝段类型标定和空间位置分区,形成用于测量任务生成的缝段矩阵;处理单元,用于基于各目标时间尺度,定义缝段矩阵中各缝段的测量时间窗口和参数配置,以生成多时间尺度测量任务集;任务生成单元,用于根据多时间尺度测量任务集执行无人机分配,确定每架无人机在各时间尺度下的飞行窗口和对应的目标缝段集合,获得检测任务;检测单元,用于基于检测任务控制各无人机于对应飞行窗口内采集目标缝段的激光的测量数据,以执行对应缝段的缝口尺寸提取,并将缝口尺寸更新至对应缝段的尺寸生命周期曲线中。