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，其安全性與穩定性至關重要。
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”，超過40%的橋梁已進入病害高發期，因此，中國正在進入橋梁養護的關鍵期，橋梁檢修工作的時間緊、任務重。傳統的檢測方法往往難以全面、準確地評估橋梁的狀態，對橋梁進行智能檢測勢在必行。
政策導向
2023年3月工業和信息化部、國家發展改革委、教育部、財政部、國家市場監管總局、中國工程院、國家國防科工局等七部門聯合印發《智能檢測裝備產業發展行動計劃（2023—2025年）》，明確提出到2025年，智能檢測技術基本滿足用戶領域制造工藝需求。
珈鷹科技結合政策要求，自主研發了基于AI視覺監測的無人機橋梁智能檢測系統，順應智能檢測設備精準、可靠、智能、集成的發展趨勢，打造適應智能制造發展的智能檢測體系。
01
珈鷹方案
AI與無人機的完美結合
無人機搭載自研專用相機對橋梁進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、精準定位，并將處理結果映射至三維實景模型上，自動生成滿足定檢要求的數據報告。
1、全覆蓋
無人機融合室內定位和北斗/GPS定位技術，搭載自研專用相機，實現對橋梁底部、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0.05mm。
4、數字化
搭建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。
03
項目應用
珈鷹方案的成功實踐
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構體系。
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40層樓高，全橋共有96根斜拉索。就結構特性而言，斜拉橋整體剛度遠小于連續剛構橋，因此通過智能檢測的手段收集病害信息至關重要。
▲案例實景圖
前期準備周全，攻克衛星信號盲區難題
珈鷹根據這座斜拉索大橋所處的位置環境選擇了適合的無人機型號和載荷，進行必要的調試與檢查。采用多源數據融合的方法，攻克了衛星信號盲區這一難題，進而可對橋梁底部、橋墩、支座、側面、橋塔、橋索等部位的外觀進行全面高清圖像采集。
▲無人機現場勘探示意圖
智能算法識別，精準捕捉病害
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。
▲自研相機捕捉的受損位置圖
搭建數據平臺，實現三維重建
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。
▲橋梁監測平臺與三維立體圖
珈鷹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主安全運維和成本控制的要求，獲得市場青睞。
