無(wú)人機(jī)橋梁檢測(cè)解決方案

一、工程背景

截止2019年末，我國(guó)現(xiàn)有公路橋梁85萬(wàn)多座，并且仍以每年2萬(wàn)座的速度增長(zhǎng)，2.2萬(wàn)公里的高速鐵路中，高鐵橋梁的累積長(zhǎng)度超過(guò)線路總長(zhǎng)的50%，中國(guó)已經(jīng)成為世界第一橋梁大國(guó)。目前40%的橋梁已經(jīng)進(jìn)入使用超過(guò)25年的老齡期，為保障這些橋梁的安全性和耐久性，必須采用檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的手段了解其運(yùn)行狀態(tài)。

橋梁檢測(cè)中主要采用橋底檢測(cè)通道和橋梁檢測(cè)車進(jìn)行檢測(cè)，前者與橋梁同期建設(shè)，在運(yùn)行過(guò)程中由于構(gòu)件老化等影響，通常在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)失去作用；橋梁檢測(cè)車在當(dāng)前檢測(cè)活動(dòng)中的使用最為頻繁，但其不足也很突出，首先是占道檢測(cè)，嚴(yán)重影響橋梁的交通運(yùn)行效率，其次是人工檢測(cè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；此外，通過(guò)以上兩種方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員通常處于數(shù)十米的高空中，安全隱患高；并且最終還是通過(guò)人工進(jìn)行缺陷的檢測(cè)與識(shí)別，其結(jié)果的全面性及客觀性，也有待提高。

近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)、航拍及智能識(shí)別等技術(shù)不斷成熟，加之橋梁檢測(cè)需求的不斷增長(zhǎng)，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行橋梁檢測(cè)方案成為可能。珈鷹從2018年開始從事以無(wú)人機(jī)為載體、人工智能為核心的橋梁智能檢測(cè)技術(shù)開發(fā)，先后解決了無(wú)人機(jī)在橋梁底部無(wú)北斗/GPS信號(hào)情況下的精確定位及導(dǎo)航、全覆蓋無(wú)死角的高質(zhì)量圖像采集、裂縫等缺陷智能識(shí)別與精確測(cè)量等技術(shù)難題，于2020年9月發(fā)布了橋梁智能檢測(cè)系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)方案

基于無(wú)人機(jī)的橋梁檢測(cè)智能化解決方案

珈鷹自主研發(fā)的無(wú)人機(jī)融合室內(nèi)定位和北斗/GPS定位技術(shù)，搭載高清相機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁底部、支座、橋塔、橋索等部位全覆蓋、自動(dòng)化、高分辨率的圖像采集；基于深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺等算法，智能識(shí)別與測(cè)量裂縫等缺陷，并將其大小及位置直觀展示在重建的三維模型上，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果可視化；基于數(shù)據(jù)云平臺(tái)，搭建橋梁病例庫(kù)，跟蹤橋梁缺陷演化趨勢(shì)，為橋梁運(yùn)行維護(hù)提供決策支持。

三、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

（1）自主研發(fā)室內(nèi)定位與北斗/GPS融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在橋梁底部等無(wú)北斗/GPS信號(hào)處的定位與導(dǎo)航，定位精度為15cm；
（2）地面站規(guī)劃好航線，無(wú)人機(jī)依據(jù)航線自主飛行，自動(dòng)全覆蓋采集橋梁圖像數(shù)據(jù)；
（3）搭載4000萬(wàn)像素相機(jī)，10倍變焦，獲取圖像地面分辨率可達(dá)0.1mm；