无人机技术在公路、桥梁巡检中的应用实践

无人机技术在公路、桥梁巡检中的应用实践

2023-08-29 17:21:38 575

我国是桥梁、公路大国,每一座桥梁、每一条公路的设计与施工建造,背后都凝聚着建设者自主创新的智慧和勇气。据不**统计,全国现有桥梁约110多万座。全国公路总里程达到519.8万公里,其中高速公路16.1万公里。如此庞大的桥梁道路体量都需要日常巡检与维护才能保障正常使用和长久的寿命。

近年来,随着大数据、物联网、云计算、5G等技术的迅猛发展,数字化转型进入快速发展期。交通运输部关于印发《“十四五”公路养护管理发展纲要》文件指出


图片


(1)推进基础数据归集

构建标准统一、信息全面、融合共享的数据体系。


(2)提升养护管理数字化水平

以数字化引领公路养护管理转型升级。


(3)推进路网运行管理数字化

通过数字化提高路网运行监测管理与服务能力。如何推动公路、桥梁养护“数字化”高质量发展,成为现阶段养护管理着的研究方向。


01

现阶段巡检养护分析


公路养护巡检工作分类及面临的挑战

经常性检测:是指路段检查人或桥梁养护人员进行观察。

定期检测:是依靠富有经验的专职桥梁检查工程师,以目视观察为主,辅以必要的工具、常规测量仪器、照相机和其他器材等手段。

特殊检测:是因各种特殊原因由专家依据一定的物理、化学无破损检验手段对桥梁进行的全面察看、测强和测缺。

图片



无人机在公路、桥梁巡检特性分析

无人机具备轻便灵活、快速**的特点,能够实现对巡检物体特征快速监测和巡检,具有成相清晰、覆盖范围广、实时传输、自动巡航、数据反馈等特点。具体而言:

(1)无人机具有空中拍摄能力,可通过搭载多种传感器(如:变焦相机)获取公路路面、路基、桥梁、标志、绿化带等各个环节的信息。

(2)无人机具备较强的机动性和适应性,可以在各种复杂环境中进行巡检,减少人员的危险性。

(3)无人机可以迅速覆盖大范围的区域,避免了人工巡检的局限性,大大提高了巡检效率。

(4)无人机还可以实现实时视频传输,巡检人员可以通过地面端实时观看无人机拍摄的画面,及时发现养护问题并进行处理。

(5)无人机具有高度自主飞行能力,可以根据预设的航线进行自动巡航。通过事先设定的航线,无人机可以沿公路、桥梁构件进行自主巡航作业。


图片


02

无人机在公路、桥梁巡检中的应用

图片


(1)无人机在桥梁巡检应用

基于传统人工巡检方式,由远到近观察的特点,再结合无人机具备操作灵活、携带方便,可搭载多种传感器(如变焦相机),轻松获取所需位置的高清影像的特点。

针对桥梁巡检难以到达的部位,如桥梁悬索索夹、吊索减震装置、悬索*部锚点部位、桥侧下底板等部位,利用无人机可轻松获取该部位高清影像,影像分辨率可达毫米级。


图片


(2)无人机公路巡检应用

无人机能够在视野受限的公路边坡上进行全方位巡检。传统的巡检方式由于受环境制约,往往无法覆盖到边坡的每个角落,导致可能存在漏检的情况。

在公路巡检中,针对公路高边坡、公路交通事故、公路排水沟、公路与桥梁连接处的伸缩缝、绿化带等部位,巡检人员难以到达或巡检效率低的情况,利用无人机可轻松获取该部位高清影像,提**率和巡检准确度。


03

公路、桥梁数字化基座建立


借助无人机摄影测量技术,可以获取高精度的地理信息成果,包括二维数字正射影像、三维模型、三维点云、高清影像等,这些成果可以建立公路、桥梁的数字化基座。


图片

传统日常巡检任务一般结合卫星地图定位与标注,卫星地图最高层级19级,清晰度无法满足养护需求。存在标注信息无法保留、标记内容无法定义、面积计算无法准确等问题。


利用无人机航测,生产二维数字正射影像,清晰度达到23层级以上,测量精度±10cm。数字正射影像带有地理信息属性,可实现道路里程桩号精确查询、实景状态厘米级测量、全景展示周边环境、可**套合工程CAD设计图,方便规划设计。


图片


同样也可以制作三维数字化基座,三维数字化基座具有清晰的色彩和表面细节,更真实的还原物体本身或地形地貌等真实情况,数字化基座包含空间坐标、高程等地理信息,可实现量测高度、长度、面积、角度、坡度、体积等信息。基于三维数字基座,可进行座沙盘演练展示、巡检航线设计。


04

无人机巡检航线设计

图片


以往无人机在公路、桥梁巡检中,一般依靠飞手,手动操作获取巡检数据,这种飞行方式,特别考验飞手能力,在桥塔立面、塔*鞍座、箱梁底板等位置,面积比较大,没什么参照物,通常手动飞行轨迹歪七扭八,飞机姿态左右乱晃,执行效率低,安全风险高。


基于手动飞行的弊端,利用第三方巡检航线规划软件,对桥梁需要巡检的构件进行航线规划设计。航线功能分别有悬索巡检航线、垂索巡检航线、桥塔巡检航线、桥腹巡检航线、巡检投射等。科学、安全、自主飞行,精确定位兴趣点并显示于模型。


05

无人机在公路、桥梁巡检应用发展趋势

图片


图片



06

跨江大桥的“无人值守”应用实践

图片


为了提升跨江大桥的养护巡检质量和效率,江苏扬子江高速通道管理有限公司在江阴大桥部署了两座无人机机场,开启了智慧巡检的探索。机场工作半径7km,可7X24小时待命,**轮转作业,一个架次可连续飞行30分钟,25分钟即可满电再次起飞。


全国服务统一热线: 400-710-6068

服务时间:周一至周日(9:00-18:00)

地址:苏州市虎丘区科技城华佗路99号花园天地92号楼(大疆创新)

苏州嗨森无人机科技有限公司 版权所有 2019-2022 苏ICP备17029384号-1

苏州嗨森无人机科技有限公司

苏公网安备 32050502000754号