揭(jie)秘(mi)未來(lai)：無人機+AI，重(zhong)塑橋梁智(zhi)能(neng)檢(jian)測新篇章
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2024-01-12
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作(zuo)為(wei)世界橋梁(liang)大國，截至2021年末全(quan)國已(yi)建公路橋梁(liang)達96.11萬座、7380.21萬延米。橋梁(liang)作(zuo)為(wei)連接城市的重要(yao)交通樞紐，其安全(quan)性(xing)與穩(wen)定性(xing)至關重要(yao)。
然(ran)而，隨著時間的(de)推移，許多橋(qiao)(qiao)梁可能(neng)面(mian)(mian)臨各種(zhong)損(sun)傷和老化問題，由于過去“重(zhong)建輕養(yang)”，超(chao)過40%的(de)橋(qiao)(qiao)梁已進入病害高(gao)發(fa)期(qi)，因此，中國正在(zai)進入橋(qiao)(qiao)梁養(yang)護的(de)關鍵期(qi)，橋(qiao)(qiao)梁檢修工作(zuo)的(de)時間緊、任務重(zhong)。傳統的(de)檢測(ce)方(fang)法往(wang)往(wang)難以全(quan)面(mian)(mian)、準(zhun)確地評估(gu)橋(qiao)(qiao)梁的(de)狀態，對橋(qiao)(qiao)梁進行智能(neng)檢測(ce)勢在(zai)必行。
政策導向
2023年3月工(gong)業(ye)和信息化部、國家發(fa)(fa)展改革委、教育部、財政部、國家市場監管總局(ju)、中國工(gong)程院、國家國防科工(gong)局(ju)等七部門聯合印發(fa)(fa)《智能檢測裝(zhuang)備產業(ye)發(fa)(fa)展行動(dong)計劃（2023—2025年）》，明確提出到2025年，智能檢測技(ji)術基(ji)本滿足(zu)用戶(hu)領域制造工(gong)藝需求。
珈鷹科(ke)技(ji)結(jie)合政策要求(qiu)，自主研發了基于AI視覺監測的無人機橋梁智能檢測系統，順(shun)應智能(neng)檢測設(she)備精準、可靠、智能、集成的(de)發展(zhan)趨(qu)勢，打(da)造(zao)適應智(zhi)能(neng)制造(zao)發展(zhan)的(de)智(zhi)能(neng)檢測體系。
01
珈鷹(ying)方案
AI與無人機的完美結(jie)合
無人(ren)機(ji)搭(da)載自研專用(yong)相機(ji)對橋梁進(jin)行全覆(fu)蓋高清圖像(xiang)采集(ji)，再利用(yong)智能算法自動完成缺陷的(de)定性判斷、定量測量、精準定位，并將處理結果映射至三維實景模型上，自(zi)動生成滿足定檢(jian)要求的(de)數據(ju)報告。
02
技(ji)術優(you)勢
革新檢測，智能領(ling)航新篇章(zhang)
1、全(quan)覆蓋
無人機融合室(shi)內定位和北斗/GPS定位技術(shu)，搭(da)載(zai)自研專(zhuan)用相機，實現對橋梁底(di)部、支座、橋塔、橋案等部位全覆蓋(gai)、高(gao)效率的高(gao)清圖像采集(ji)。
2、高效率
自研(yan)專用相機，高速對(dui)焦(jiao)，每(mei)秒兩張不(bu)間斷拍攝，每(mei)天可檢測5000平方米(mi)。
3、智(zhi)能(neng)化
智能算(suan)法自(zi)動識(shi)別、測量(liang)及定(ding)位(wei)各種缺陷，識(shi)別精度最高(gao)可達(da)0.05mm。
4、數字化
搭建GIS-BIM數字化平臺，缺(que)陷(xian)信(xin)息(xi)自動(dong)映射，實現缺(que)陷(xian)的可視化管(guan)理。
03
項目應用(yong)
珈鷹方案的成功實(shi)踐(jian)
溫(wen)州(zhou)鰲(ao)江特大橋(qiao)(qiao)的典型應用案例——斜拉索橋(qiao)(qiao)
斜拉橋又(you)稱斜張(zhang)橋(qiao)(qiao)，是將(jiang)主梁(liang)用許多拉(la)(la)索直接拉(la)(la)在橋(qiao)(qiao)塔上的一(yi)種(zhong)橋(qiao)(qiao)梁(liang)，是由承(cheng)壓的塔，受(shou)拉(la)(la)的索和承(cheng)彎的梁(liang)體組合起來的一(yi)種(zhong)結構體系。
鰲江特(te)大橋(qiao)(qiao)跨越鰲江口，主(zhu)跨320米(mi)，主(zhu)橋(qiao)(qiao)橋(qiao)(qiao)塔采(cai)用H型門式橋(qiao)(qiao)塔，索塔高為102.4米(mi)，相當(dang)40層樓(lou)高，全(quan)橋(qiao)(qiao)共(gong)有(you)96根斜拉(la)索。就結(jie)構特(te)性而(er)言，斜拉(la)橋(qiao)(qiao)整(zheng)體剛度遠(yuan)小于連(lian)續剛(gang)構橋，因此通過智能檢測(ce)的手段收集病害信息至(zhi)關重要。
▲案例實景圖
前(qian)期準備周全(quan)，攻(gong)克(ke)衛星(xing)信號盲區難題
珈(jia)鷹根據這座斜拉索(suo)大(da)橋(qiao)所處的(de)位置環境選擇了適合的(de)無人(ren)機型號(hao)和載荷，進行(xing)(xing)必要的(de)調(diao)試與檢查。采用多源數(shu)據融合的(de)方法，攻克了衛(wei)星(xing)信號(hao)盲區這一難(nan)題(ti)，進而(er)可對(dui)橋(qiao)梁底部、橋(qiao)墩、支(zhi)座、側(ce)面、橋(qiao)塔、橋(qiao)索(suo)等部位的(de)外觀進行(xing)(xing)全(quan)面高清圖像采集。
▲無人(ren)機現場勘探示意圖
智能算法識別(bie)，精(jing)準捕捉(zhuo)病害
對于斜拉索橋，其受力模式較為復雜，多個關鍵部位均有可能產生受力裂縫或其他病害。珈鷹利用自主研發的智能識別測量軟件對已采集的高清圖像進行智能、高效處理，精準定位受損位置，捕捉病害。
▲自(zi)研相機捕捉的受損位置圖(tu)
搭(da)建(jian)數據平(ping)臺，實現(xian)三維(wei)重建(jian)
根據拍攝的高清圖像重建橋梁三維模型，并定量標示各類缺陷的位置，并且搭建獨立的大數據云平臺，實現橋梁缺陷與病害的可視化，對橋梁問題進行三維立體化復現，為橋梁安全運行提供數據支撐。
▲橋(qiao)梁監測平(ping)臺與三維立體圖
珈鷹(ying)科技采用無人機平臺進行橋梁整體病害信息的精細化采集，應用自研算法實現了病害的識別測量與定位，結合輕量化三維實景模型數字底座完成了橋梁病害的三維可視化。通過(guo)溫(wen)州鰲江(jiang)特大橋的實(shi)踐(jian)案(an)例(li)表明(ming)，珈鷹(ying)方案(an)具有(you)較(jiao)高(gao)的實(shi)用價值，既能夠利用無人(ren)機技(ji)術替代人(ren)力，有效保障檢(jian)測人員的安(an)全(quan)，又相較于(yu)其他(ta)方式如橋梁檢(jian)查車等，能顯著降低支出，在全面高(gao)效檢測的同時滿足業主安全運維和成本控制的要求(qiu)，獲得(de)市場青睞。
