新闻资讯

桥梁检测车

无人机替代桥梁检测车检测桥梁的可行性分析

在桥梁检测中,目前比较常见的是汽车式桥梁检测车,但是用汽车式桥梁检测车存在耗时、劳动密集、成本高昂等的问题。近年来,无人机开始被尝试用于桥梁检测。

桥梁检测车
操作人员正在操作无人机执行桥梁检测作业
桥梁检测车
传统汽车式桥梁检测车存在难以克服的固有弊端

随着无人机应用在越来越多的领域,人们开始了将无人机用于桥梁检测的探索,它可以覆盖传统的汽车式桥梁检测车难以到达的作业位置,能使桥梁检测的过程变得更快,更具成本效益,通过图像采集设备,获取大量数字化的图像和信息,可以使桥梁的检测信息更严谨,然而,这种方式仍然处于原始阶段,距离真正实现应用仍有很长一段路要走。

无人机替代桥梁检测车检测桥梁的短板与问题

说到现实中的应用,目前仍有很多技术方面的挑战。例如:无人机的本地化及检测需要的时间较长,等等。

将无人机应用于桥梁健康监测所面临的问题进行总结,可以分为四大主要方面。

第一,需检测的区域无人机是否可以到达?在实际操作中,很多时候是不能确定的。另外,无人机如何按照GPS所界定的方位准确飞行。实操中,无人机一般是通过GPS导航,但是GPS的信号容易受外在条件的干扰,出现无信号和信号不稳定的情况,当无人机进入监测区域后,如何获取准确有效的数据,同样需要认真考量。

第二,如何将无人机的性能娴熟地运用到桥梁检测中。通常商用无人机在飞行时,受到自重、风力等因素的影响,在驾驶时会出现难以把控的情况,从这个角度讲,用于桥梁检测的无人机需具备特殊性。

第三,图像数据的获取。无人机获取的数据图像质量是否能达到要求,这是最关键的一点。

第四,桥梁受到损坏时如何快速获取损坏情况的信息。

桥梁检测车

解决方案

第一,对于无人机的定位,特别是桥下的定位,是关于GPS界定环境的问题。在韩国,相关单位研究了基于录像的SLAM方法应对这个问题。这种方法是基于探头的技术,使用相机和RMU来估计无人机在桥下的位置。通过这种方法测试获得的结果,提高了GPS定位的准确性,获得相应的检测数据信息,从而能够非常清楚地看到桥梁的情况。

第二,关于无人机可进入性的限制和局限性问题,目前的研究结果,是选用带有附着能力的无人机进行检测。它自身能够非常紧密地附着在需要检测的结构上,这种无人机可以非常容易地检测到倾斜度比较大的部位和结构。

第三,无人机性能使用问题。如果只是常规的商用无人机不能满足桥梁的检测操作。目前正在研究专用的无人机,专门针对检测所需的功能,包括飞行状态、准确性、操控性等方面,实现定制化无人机做桥梁的检测。

第四,关于破损状况的识别和探测。用于不同类型破损的识别,主要是对于裂缝的探测,可以采用R-CNN的方法,获得混凝土结构既有图像,把获取的图像放入分析网格中,做进一步的裂缝分析。R-CNN可分为快速R-CNN和遮蔽R-CNN两种模式。这里包括针对第三项问题,在获取了图像之后评估其质量,然后找到相应的破损点。

目前还有将无人机应用于桥梁涂层厚度和腐蚀诊断的监测分析案例,通过获取数据再进行分析,可以了解涂层的厚度和材料腐蚀的情况,通过定点监测对这些情况实现可视化观察。但其过程存在一些缺陷,如假报警等。对于这种情况可以使用混合扫描系统,观察到更全面的影像,准确率可以提高40%,减少误报率。

目前,有不少基础设施安全公司在做这种项目实践,这些研究的目标都是基于使用无人机进行更好、更全面、更精确的桥梁检测,可以在耗时、成本、人力、效果等方面得到全面的提升。

本文节选自 《大桥养护与运营》杂志 2019年 第3期 总第7期 有改动

作者 / Hyung-Jo Jung

作者单位 / 韩国科学技术高级研究院,结构控制与智能系统实验室

咨询热线
QQ咨询
  • 秦经理 点击这里给我发消息
添加微信
  • 扫码咨询

查看更多产品,点击这里。

桂ICP备19011775号-1