民航客机维修三维可视化管理系统一、项目背景近些年来，飞机结构维修方案的可视化管理是民用航空 业所呈现的趋势国际上，空客公司开发设计 repairmanager 系统（已升级为 3drepair 系统）用来解决飞机的可视化维修 与工程管理，波音公司也开发设计了 toolboxstructures 维 修方案可视化管理系统空客和波音的系统都是飞机制造厂 商利用飞机设计的数据单独开发的维修可视化管理系统，是 现有较为成熟的管理工具，系统并不开源，航空公司可以进 行购买使用厂商的系统进行维修管理工作，但使用成本 过高随着国内民航业的迅速发展，各个航空公司所拥有的机 队规模也逐渐扩大，随之而来所承担的维修任务也逐渐加重 如何最大化利用机队价值，建立一种减少维修人员与工程人 员工作量、成本低、模型精准程度高的结构维修方案系统成 为各航空公司的重中之重二、系统概述民航客机维修三维可视化管理系统是为解决制定客机 结构维修方案，实录损坏情况，记录客机维修情况和比较维 修前后状况的一套软硬件系统，通过三维建模技术对飞机结 构进行数字化记录，对损坏情况进行拍照取证，对维修方案 进行数字化仿真，对维修结果进行拍照比对，对维修的具体 内容进行记录保存，以便于维修机构和保险公司，业主单位 之间进行工作交流，实现维修方案可视化、沟通协作网络化、 损坏和维修记录数字化的全流程管理。
三、技术原理本系统的建设目的就是为了克服上述现有技术存在的 缺陷而提供一种用于飞机结构维修的 3d 建模和维修前后信 息实录管理系统可以通过以下技术方案来实现：建设用于飞机结构维修的 3d 建模系统，包括依次连接 的数据采集模块、采集无人机和机器手臂控制模块、数据处 理模块、自动三维建模模块、图像采集和贴图映射模块，所 述的数据采集模块包括飞机结构数据采集单元和动力装置 数据采集单元，所述的飞机结构数据采集单元包括设有摄像 头和激光扫描仪的无人机、机器手臂、移动采集支架，所述 的动力装置数据采集单元包括三维激光扫描仪和拍摄相机， 各数据采集单元分别设有相应的数据处理器完成三维建模 后的飞机模型被划分为多个网格区域，实拍照片被按照对应 区域贴合在模型上，从而形成一个飞机的数字孪生模型，再 对模型的每个区域进行信息标注管理需在飞机维修埠搭建带有移动机器人、机器手臂、滑轨 和高清相机的移动机位自动化采集钢架，在飞机维修埠钢结 构上安装固定位采集高清相机，设备之间采用 5G 物联网技 术进行无线连接，用于三维建模和信息管理的服务器部署在 机房通过专网连接，工作站部署在维修埠操作台图1:米集系统原理示意图图 2：三维模型网格化映射实际照片示意图图3：可移动的数据采集机器人、机械手臂和支架支持多种设备随心搭配© @ @ @ 相机 蹿巩 GOPRO图4：电控数据采集滑轨与现有技术相比具有以下优点：1、 完全自主可控，完全利用国产设备研发集成实现2、 成本低廉，主要硬件国产化，软件定制开发3、功能可定制可扩展，首期实现三维建模和维修记录 后期可扩展到飞机内部结构的全三维建模和零部件的更换 记录。
4、 同时实现飞机修理坞的远程监控系统，实现对各飞 机修理坞违规行为的预警记录5、 最大化利用机队价值，减少维修人员与工程人员工 作量，成本低等优点四、主要功能（一）飞机结构数据采集子系统飞机结构数据采集子系统包括无人机采集器、可移动采 集机器人、机器手臂和支架系统，高清相机，采集控制单片 机盒子，用于采集数据传输的 5G 基站采集点包括飞机机 身、机翼、窗、门和安定面动力装置数据采集单元设有多 组，各组动力装置数据采集单元设置在吊架、机器手臂、电 动机、动力装置连接件的外轮廓处二）数据处理子系统数据处理模块包括与无人机、机器手臂的摄像头连接的 飞机结构图像数据处理器，与无人机、机器手臂的激光扫描 仪连接的飞机结构点云数据处理器，与拍摄相机连接的动力 装置图像数据处理器以及与三维激光扫描仪连接的动力装 置点云数据处理器三）三维建模子系统三维建模子系统包括建模单元和合成单元，所述的建模 单元包括两台三维建模服务器，一台三维建模服务器连接飞 机结构图像数据处理器、飞机结构点云数据处理器，另一台 三维建模服务器连接动力装置图像数据处理器、动力装置点 云数据处理器，两台三维建模服务器共同连接合成单元。
合 成单元包括模型合成服务器，两台三维建模服务器共同连接 模型合成服务器四）维修登记子系统维修登记子系统包括对维修前三维模型及实体照片的 自动化贴图映射，损坏部位区域的标注，维修后实体照片与 三维模型的映射，维修情况的等级标注，维修前后照片的比 对，维修工单的管理功能五）管理控制子系统该系统还包括云端服务器和移动终端，所述的模型合成 服务器的输出端连接云端服务器，所述的云端服务器连接移 动终端移动终端包括 pc 机、智能、平板电脑五、软硬件清单及建设概算序号名称用途1234567数量单价总价%8%合计 ：。