隨著(zhe)航拍技術、遙感技術的不斷發展,無人機應用更多地滲(shèn)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(qì)因結(jié)構簡單、價格相對低廉,可(kě)應用於公路橋梁檢測、線路巡檢等(děng)領域。
通過橋梁檢測,我們可以確保橋梁的使(shǐ)用安全;及早(zǎo)發(fā)現橋梁病害及異常現象;為橋梁(liáng)的維修養護提(tí)供科學依(yī)據,以適時采取合理的維修加固(gù)方法,延長橋梁的使用壽(shòu)命、提高其承載能力,降低橋梁的維護費用,或拆除重建;考(kǎo)察橋梁是否能滿足將來運輸量的要求;為橋梁設計、規範(fàn)修訂和完(wán)善等(děng)提供依據。
傳統方法的(de)弊端:
管養部門通常定期對橋梁進行檢查,多采用(yòng)傳統檢測手段,依靠肉眼或者輔助工具(如橋檢車(chē)、望遠鏡等(děng))來檢測橋梁(liáng)主要構(gòu)件是否出現裂(liè)縫、開裂破損、露筋鏽蝕、支座(zuò)脫空等病害。
對於特殊結構橋梁(如斜拉橋、懸索橋、鋼管混凝土拱橋等)或者大跨高墩橋(qiáo)梁,在梁(liáng)底板、塔(tǎ)柱、索纜、斜拉(lā)索、塔頂避雷針等可及範圍以(yǐ)外,常規檢測手段和方法存在局限性,可(kě)操作的難度非(fēi)常大,存在檢查盲區,其中局部盲區采取(qǔ)人工現場(chǎng)察看檢查,但效率低、難度大、危險係數高。
無人機檢(jiǎn)測的優勢
無人(rén)機能夠定點懸停觀(guān)測,實時傳輸畫麵,且能自(zì)控飛(fēi)行,與常規檢測相比,具有較多優勢。
1、使用成本(běn)低
所(suǒ)用的技術均為比(bǐ)較成熟的技術,在各領域都已大規模應用,如GNSS導航技術(shù)、數碼影(yǐng)像技(jì)術、無線電遙控等技術等,所有設備隻需電池供電,沒有額外(wài)費用,使用(yòng)成本遠低於搭架檢測和橋梁(liáng)檢測車。
2、檢測精度高
多軸飛(fēi)行器可以搭載高分辨率攝像機對(duì)各種橋梁病害(hài)進(jìn)行細致拍攝,能(néng)隨時操控拍攝位置,可(kě)進(jìn)行多(duō)次,反複檢測。
3、使用靈活,適應範圍廣
外業隻需一台越野車、一台筆記本電腦及一台遙控裝置就可以對大型橋(qiáo)梁進行檢(jiǎn)測,且不需要專用起降場地(dì),有利於橋梁檢測的日(rì)常化進行。
4、維修保養方(fāng)便
機體為模塊化結構,便於運(yùn)輸,所搭載的的設(shè)備均為外設,可(kě)方便靈活進行升級(jí)或更換。
無人機橋梁快速(sù)檢測係統方案組成
無人機橋梁快速檢測係統主要由(yóu)無人機、數據傳輸係統、任務荷載係統、地麵站(zhàn)係統、其他(tā)設(shè)備等組成。
係統工作原理(lǐ)如下圖所示:
檢測內容
1、混凝土蜂窩麻麵(miàn)、露筋、剝落掉塊及裂縫檢測
露筋、混凝土剝落掉(diào)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(fǒu)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
橋麵鋪裝層破損檢測
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(wéi)立體圖形,將三(sān)維圖形(xíng)導出後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(bǎo)存,以便將來(lái)為維修工作提(tí)供技術參考。
橋梁三維模型
注意事項:
1、無人機檢測一(yī)般由2名專業技術人員分別控製機身運動、檢測攝(shè)像2部分進行飛行和數據采集。
起飛(fēi)前,無(wú)人機需放置平穩(wěn),調試各係統確保開機運行正常後,統一指令調度起飛。在飛(fēi)行過程(chéng)中,根據檢測對象的差異控製不同的安全距離。
橋墩和塔(tǎ)柱一(yī)般控製在(zài)5米左右,纜索和鋼構件等地形複雜部位一(yī)般控製在10米左(zuǒ)右,具體安全距離需(xū)結合現場情況確定。
2、無人機空間位置信息、攝錄畫麵實時(shí)顯示在地麵站係統的監控屏幕上,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(qián)進。無人機(jī)飛行控製、攝像係統采用無線傳輸信號進行控製,檢測係統采集數據存儲在無人機機身(shēn),有效避免長距離無線傳輸(shū)引起的(de)數據衰減或(huò)幹擾。
3、檢測過程受日照方向、風速、天(tiān)氣狀況(kuàng)等影(yǐng)響較大,一般應選擇檢測對象迎光麵,采集圖像數據較為清晰(xī),避免出現逆光,提高數據采(cǎi)集成功率。
一般選擇在晴(qíng)天無風環境下進行檢測,盡量減少(shǎo)環境因素影(yǐng)響,降低檢測過程的安全(quán)風(fēng)險。
4、通(tōng)過現場無人機數據采集後,將圖(tú)像(xiàng)等(děng)數據(jù)下載(zǎi),利用視頻和圖(tú)像處理軟件,分(fèn)析並確定發現病害的具體位置和病害尺寸等,然後根據《公路技術狀(zhuàng)況評定標準》等(děng)相關規範,對檢測對象的構件進行評定