如何使用無人機快速進行橋梁檢測

　隨著航拍技術、遙感技術的不斷發展，無人機應用更多地滲透到各行各業。無人飛行器可分許多類別，其中無人多旋翼飛行器因結構簡單、價格相對低廉，可應用于公路橋梁檢測、線路巡檢等領域。

　　通過橋梁檢測，我們可以確保橋梁的使用安全;及早發現橋梁病害及異常現象;為橋梁的維修養護提供科學依據，以適時采取合理的維修加固方法，延長橋梁的使用壽命、提高其承載能力，降低橋梁的維護費用，或拆除重建;考察橋梁是否能滿足將來運輸量的要求;為橋梁設計、規范修訂和完善等提供依據。

　　傳統方法的弊端：

　　管養部門通常定期對橋梁進行檢查，多采用傳統檢測手段，依靠肉眼或者輔助工具(如橋檢車、望遠鏡等)來檢測橋梁主要構件是否出現裂縫、開裂破損、露筋銹蝕、支座脫空等病害。

　　對于特殊結構橋梁(如斜拉橋、懸索橋、鋼管混凝土拱橋等)或者大跨高墩橋梁，在梁底板、塔柱、索纜、斜拉索、塔頂避雷針等可及范圍以外，常規檢測手段和方法存在局限性，可操作的難度非常大，存在檢查盲區，其中局部盲區采取人工現場察看檢查，但效率低、難度大、危險系數高。

　　無人機檢測的優勢

　　無人機能夠定點懸停觀測，實時傳輸畫面，且能自控飛行，與常規檢測相比，具有較多優勢。

　　1、使用成本低

　　所用的技術均為比較成熟的技術，在各領域都已大規模應用，如GNSS導航技術、數碼影像技術、無線電遙控等技術等，所有設備只需電池供電，沒有額外費用，使用成本遠低于搭架檢測和橋梁檢測車。

　　2、檢測精度高

　　多軸飛行器可以搭載高分辨率攝像機對各種橋梁病害進行細致拍攝，能隨時操控拍攝位置，可進行多次，反復檢測。

　　3、使用靈活，適應范圍廣

　　外業只需一臺越野車、一臺筆記本電腦及一臺遙控裝置就可以對大型橋梁進行檢測，且不需要專用起降場地，有利于橋梁檢測的日常化進行。

　　4、維修保養方便

　　機體為模塊化結構，便于運輸，所搭載的的設備均為外設，可方便靈活進行升級或更換。

　　無人機橋梁快速檢測系統方案組成

　　無人機橋梁快速檢測系統主要由無人機、數據傳輸系統、任務荷載系統、地面站系統、其他設備等組成。

　　系統工作原理如下圖所示：

　　檢測內容

　　1、混凝土蜂窩麻面、露筋、剝落掉塊及裂縫檢測

　　露筋、混凝土剝落掉塊檢測

　　裂縫檢測

　　2、鋼結構高強螺栓是否缺失檢測

　　鋼結構高強螺栓是否缺失檢測

　　3、其他影響結構安全的病害檢測

　　橋梁支座滑移檢測

　　橋面鋪裝層破損檢測

　　4、橋梁三維建模

　　通過對橋梁構件多角度拍攝，根據圖像由軟件自動生成三維立體圖形，將三維圖形導出后可形成高精度的橋梁三維模型，橋梁三維模型可作為公路橋梁檔案保存，以便將來為維修工作提供技術參考。

　　橋梁三維模型

　　注意事項：

　　1、無人機檢測一般由2名專業技術人員分別控制機身運動、檢測攝像2部分進行飛行和數據采集。起飛前，無人機需放置平穩，調試各系統確保開機運行正常后，統一指令調度起飛。在飛行過程中，根據檢測對象的差異控制不同的安全距離。橋墩和塔柱一般控制在5米左右，纜索和鋼構件等地形復雜部位一般控制在10米左右，具體安全距離需結合現場情況確定。

　　2、無人機空間位置信息、攝錄畫面實時顯示在地面站系統的監控屏幕上，檢測人員根據監控初步判斷檢測對象是否存在病害。若存在，檢測人員根據病害程度，選擇無人機懸停進行局部高清拍照或繼續前進。無人機飛行控制、攝像系統采用無線傳輸信號進行控制，檢測系統采集數據存儲在無人機機身，有效避免長距離無線傳輸引起的數據衰減或干擾。

　　3、檢測過程受日照方向、風速、天氣狀況等影響較大，一般應選擇檢測對象迎光面，采集圖像數據較為清晰，避免出現逆光，提高數據采集成功率。一般選擇在晴天無風環境下進行檢測，盡量減少環境因素影響，降低檢測過程的安全風險。

　　4、通過現場無人機數據采集后，將圖像等數據下載，利用視頻和圖像處理軟件，分析并確定發現病害的具體位置和病害尺寸等，然后根據《公路技術狀況評定標準》(JTG/T H21- 2011)等相關規范，對檢測對象的構件進行評定。