揭秘未來：無人機+AI，重塑橋梁智能檢測新篇章
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2024-01-12
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作為世界橋梁大國，截至2021年末全國已建公路橋梁達(dá)96.11萬座、7380.21萬延米。橋梁作為連接城市的重要交通樞紐，其安全性與穩(wěn)定性至關(guān)重要。
然而，隨著時間的推移，許多橋梁可能面臨各種損傷和老化問題，由于過去“重建輕養(yǎng)”，超過40%的橋梁已進(jìn)入病害高發(fā)期，因此，中國正在進(jìn)入橋梁養(yǎng)護的關(guān)鍵期，橋梁檢修工作的時間緊、任務(wù)重。傳統(tǒng)的檢測方法往往難以全面、準(zhǔn)確地評估橋梁的狀態(tài)，對橋梁進(jìn)行智能檢測勢在必行。
政策導(dǎo)向
2023年3月工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、教育部、財政部、國家市場監(jiān)管總局、中國工程院、國家國防科工局等七部門聯(lián)合印發(fā)《智能檢測裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2023—2025年）》，明確提出到2025年，智能檢測技術(shù)基本滿足用戶領(lǐng)域制造工藝需求。
珈鷹科技結(jié)合政策要求，自主研發(fā)了基于AI視覺監(jiān)測的無人機橋梁智能檢測系統(tǒng)，順應(yīng)智能檢測設(shè)備精準(zhǔn)、可靠、智能、集成的發(fā)展趨勢，打造適應(yīng)智能制造發(fā)展的智能檢測體系。
01
珈鷹方案
AI與無人機的完美結(jié)合
無人機搭載自研專用相機對橋梁進(jìn)行全覆蓋高清圖像采集，再利用智能算法自動完成缺陷的定性判斷、定量測量、精準(zhǔn)定位，并將處理結(jié)果映射至三維實景模型上，自動生成滿足定檢要求的數(shù)據(jù)報告。
02
技術(shù)優(yōu)勢
革新檢測，智能領(lǐng)航新篇章
1、全覆蓋
無人機融合室內(nèi)定位和北斗/GPS定位技術(shù)，搭載自研專用相機，實現(xiàn)對橋梁底部、支座、橋塔、橋案等部位全覆蓋、高效率的高清圖像采集。
2、高效率
自研專用相機，高速對焦，每秒兩張不間斷拍攝，每天可檢測5000平方米。
3、智能化
智能算法自動識別、測量及定位各種缺陷，識別精度最高可達(dá)0.05mm。
4、數(shù)字化
搭建GIS-BIM數(shù)字化平臺，缺陷信息自動映射，實現(xiàn)缺陷的可視化管理。
03
項目應(yīng)用
珈鷹方案的成功實踐
溫州鰲江特大橋的典型應(yīng)用案例——斜拉索橋
斜拉橋又稱斜張橋，是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔，受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。
鰲江特大橋跨越鰲江口，主跨320米，主橋橋塔采用H型門式橋塔，索塔高為102.4米，相當(dāng)40層樓高，全橋共有96根斜拉索。就結(jié)構(gòu)特性而言，斜拉橋整體剛度遠(yuǎn)小于連續(xù)剛構(gòu)橋，因此通過智能檢測的手段收集病害信息至關(guān)重要。
▲案例實景圖
前期準(zhǔn)備周全，攻克衛(wèi)星信號盲區(qū)難題
珈鷹根據(jù)這座斜拉索大橋所處的位置環(huán)境選擇了適合的無人機型號和載荷，進(jìn)行必要的調(diào)試與檢查。采用多源數(shù)據(jù)融合的方法，攻克了衛(wèi)星信號盲區(qū)這一難題，進(jìn)而可對橋梁底部、橋墩、支座、側(cè)面、橋塔、橋索等部位的外觀進(jìn)行全面高清圖像采集。
▲無人機現(xiàn)場勘探示意圖
智能算法識別，精準(zhǔn)捕捉病害
對于斜拉索橋，其受力模式較為復(fù)雜，多個關(guān)鍵部位均有可能產(chǎn)生受力裂縫或其他病害。珈鷹利用自主研發(fā)的智能識別測量軟件對已采集的高清圖像進(jìn)行智能、高效處理，精準(zhǔn)定位受損位置，捕捉病害。
▲自研相機捕捉的受損位置圖
搭建數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)三維重建
根據(jù)拍攝的高清圖像重建橋梁三維模型，并定量標(biāo)示各類缺陷的位置，并且搭建獨立的大數(shù)據(jù)云平臺，實現(xiàn)橋梁缺陷與病害的可視化，對橋梁問題進(jìn)行三維立體化復(fù)現(xiàn)，為橋梁安全運行提供數(shù)據(jù)支撐。
▲橋梁監(jiān)測平臺與三維立體圖
珈鷹科技采用無人機平臺進(jìn)行橋梁整體病害信息的精細(xì)化采集，應(yīng)用自研算法實現(xiàn)了病害的識別測量與定位，結(jié)合輕量化三維實景模型數(shù)字底座完成了橋梁病害的三維可視化。通過溫州鰲江特大橋的實踐案例表明，珈鷹方案具有較高的實用價值，既能夠利用無人機技術(shù)替代人力，有效保障檢測人員的安全，又相較于其他方式如橋梁檢查車等，能顯著降低支出，在全面高效檢測的同時滿足業(yè)主安全運維和成本控制的要求，獲得市場青睞。
