一、工程背景

截止2019年末，我國現有公路橋梁85萬多座，并且仍以每年2萬座的速度增長，2.2萬公里的高速鐵路中， 高鐵橋梁的累積長度超過線路總長的50%，中國已經成為世界第一橋梁大國。目前40%的橋梁已經進入使用超過25年的老齡期， 為保障這些橋梁的安全性和耐久性，必須采用檢測和監測的手段了解其運行狀態。

橋梁檢測中主要采用橋底檢測通道和橋梁檢測車進行檢測，前者與橋梁同期建設，在運行過程中由于構件老化等影響，通常在設計使用年限內失去作用；橋梁檢測車在當前檢測活動中的使用最為頻繁，但其不足也很突出，首先是占道檢測，嚴重影響橋梁的交通運行效率，其次是人工檢測，費時費力；此外，通過以上兩種方法進行檢測時，檢測人員通常處于數十米的高空中，安全隱患高；并且最終還是通過人工進行缺陷的檢測與識別，其結果的全面性及客觀性，也有待提高。

近年來，隨著無人機、航拍及智能識別等技術不斷成熟，加之橋梁檢測需求的不斷增長，使用無人機進行橋梁檢測方案成為可能。珈鷹從2018年開始從事以無人機為載體、人工智能為核心的橋梁智能檢測技術開發，先后解決了無人機在橋梁底部無北斗/GPS信號情況下的精確定位及導航、全覆蓋無死角的高質量圖像采集、裂縫等缺陷智能識別與精確測量等技術難題，于2020年9月發布了橋梁智能檢測系統。

二、系統方案

珈鷹自主研發的無人機融合室內定位和北斗/GPS定位技術，搭載高清相機，實現對橋梁底部、支座、橋塔、橋索等部位全覆蓋、自動化、高分辨率的圖像采集；基于深度學習、機器視覺等算法，智能識別與測量裂縫等缺陷，并將其大小及位置直觀展示在重建的三維模型上，實現檢測結果可視化；基于數據云平臺，搭建橋梁病例庫，跟蹤橋梁缺陷演化趨勢，為橋梁運行維護提供決策支持。

三、技術實現

1）數據采集系統

1. （1）自主研發室內定位與北斗/GPS融合技術，實現無人機在橋梁底部等無北斗/GPS信號處的定位與導航，定位精度為15cm；
2. （2）地面站規劃好航線，無人機依據航線自主飛行，自動全覆蓋采集橋梁圖像數據；
3. （3）搭載4000萬像素相機，10倍變焦，獲取圖像地面分辨率可達0.1mm；

2）數據處理

1. （1）自主開發智能識別與測量軟件，自動輸出裂縫等缺陷的大小及位置，裂縫識別精度為0.2mm；
2. （2）重建橋梁三維模型，并將裂縫等缺陷展示在模型上，實現檢測結果可視化；
3. （3）基于數據云平臺，搭建橋梁病例庫，支持多次檢測結果比對，跟蹤橋梁缺陷演化趨勢；

四、系統特點

1. （1）全覆蓋、無死角：可實現對橋梁底部、側面、橋塔、橋索等部位的全面檢測；
2. （2）高效率、智能化：利用自主開發智能識別測量軟件，實現數據智能高效處理；
3. （3）高精度、定量化：可定量給出各類缺陷的大小及位置，其中裂縫精度為0.2mm；
4. （4）云平臺、可視化：構建數據平臺，可實現缺陷的三維可視化；

五、應用案例