貴州某高速特大橋無人機智能檢測


項目背景

    中國交通基礎設施的發展需求正逐步向養護管理過渡,借鑒發達國家的基礎設施建設經驗,未來將以存量運維為主導。在這一過程中,對在役工程結構的診斷和提升將成為行業的主要任務。在橋梁檢測領域,目前主要依賴常規檢測平臺近距離對橋梁構件進行檢測,但這種方式存在高空作業風險、自動化程度低、效率低下等問題??紤]到我國基礎設施的巨大存量和運維壓力,以及結構服役安全需求的增加,智能化、自動化的運維技術已成為迫切需求。

    近年來,橋梁檢測養護行業作為工程領域的朝陽行業,對其檢測措施也有了更高的要求。目前,傳統橋梁檢測方式如搭設腳手架和人工目測望遠鏡等方法存在成本高、耗時長、安全度較小的弊病,為了解決這些問題,無人機作為一種新的檢測措施應運而生。

 

方案優勢

    無人機在橋梁檢測領域的應用主要是通過視覺檢測系統,即利用具有靜態懸停、抗風穩定性和自動定位導航等特點的無人機搭載高清相機或其他影像采集設備,采集橋梁表面高清圖像,通過深度學習算法對病害進行識別分類的一種智能化檢測系統。

    無人機檢測系統相對于橋檢車檢測而言具有更高的安全性,檢測人員無須高空作業,只需要操縱無人機便可高清拍照,其次利用無人機進行定期橋梁檢測時,無需關閉高速車道,可以確保交通的順利暢通。另一方面,從經濟效益上講,在設備方面,無人機綜合費用遠小于購置橋檢車費用,同時無人機靈活性較強,能節省項目地往返時間,降低使用成本。在人力方面,相對于橋檢車檢測工作人員的高需求,無人機檢測只需要1-2位檢測人員,節省了人力成本與時間損耗,更具成本效益。

 

項目實踐

    隨著橋梁服役年限的延長,其各構件將不可避免地面臨自然老化、開裂、損傷等病害問題。這些潛在病害可能引發一系列安全事故,造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。而混凝土橋梁的損壞多是由于裂縫引起,大多數橋梁的結構裂縫主要產生在橋梁底部,對于結構復雜的長大橋梁,檢測工作難度較大。

 

    貴州某高速特大橋是一個典型案例,作為高速公路的組成部分,車流量較大,需要在不影響交通狀況的情況下進行檢測。同時作為超寬橋梁,其具有復雜的結構形式,需要檢測的部位面積較大,對數據的準確性提出了更高的要求。珈鷹科技利用無人機結合AI視覺技術對其進行全方面多角度的檢測,實現復雜環境下超寬橋梁結構表面的智能化檢測。
 

圖一 貴州某高速特大橋圖

1.更直觀的視覺呈現,三維建模實現缺陷自動映射

    珈鷹科技搭建了GIS+BIM數字化平臺,缺陷信息自動映射,實現缺陷的可視化管理,數據可對接主流的三維數字化平臺。“無人機+AI視覺”可以更好地呈現缺陷所在位置,方便后續養護管理工作的進行。


圖二 在線監測平臺及缺陷詳細信息圖

2.更精確的數據采集,AI視覺實現缺陷自動量測

    珈鷹科技自主研發了多相機多焦距的高清圖像采集設備JY-S61,輔助燈光圖像采集負載,有效提高圖像質量,同時開發了基于深度學習的智能識別軟件和基于AI視覺的自動測量軟件,可以自動識別測量裂縫等缺陷的具體尺寸,圖像分辨率最高達0.05mm,與橋檢車檢測結果相比更加精確。

圖三、四 橋檢車(左)與無人機(右)檢測數據對比

綜上所述,無人機檢測作為一種成熟的新技術,能夠顯著提升橋梁運維水平。珈鷹科技采用的“AI視覺+無人機”系統,極大地提高了安全性,通過機器輔助降低了人工成本,同時無人機可以全方位觀測橋底、拉索等部位,實現全覆蓋的自動化識別與測量,為業主提供更全面的缺陷檢測報告,保障橋梁安全。