無人機檢測能夠克服空間（jiān）的限製，大幅度提升橋梁檢測效率，節約檢測成本，保障（zhàng）人員安全。

目前，我國關於無人機橋梁檢（jiǎn）測的研究尚處於分離式（shì）發展狀態，即“人（rén）在回路的基於無人機的橋梁半自動檢測”，無人機本身不具備自主識（shí）別結構、自動規（guī）劃路線功能，隻作為一個數據采集的媒介。研究的（de）側重點在圖像後（hòu）期技術（如目標分類、檢測（cè）、分割、三維（wéi）重構等），本質是基於計算機視覺和深度學習的圖像處理，將拍到的（de）圖片、視頻轉換成橋梁工程師能看懂的指標或者是能支持決策的數據。

全自動無人機橋梁（liáng）檢測，需要自主規劃航線、自動采集所需數據，並自（zì）動完成數（shù）據（jù）分析，分析結果直接服務於決策。這是未來的發展趨勢（shì）。

現今，美國北卡羅來納州走在美（měi）國橋梁檢測技術實踐前（qián）沿，成為橋梁檢測行業的聚焦（jiāo）之地，他們相繼完成了對大橋的激光繪圖作業和無人機超視距（jù）成像作業。

北卡試驗場

這是兩次（cì）很有意（yì）義的實踐。首先，在今年9月底完成的對（duì）巴斯（sī）奈特大橋的激光繪（huì）圖，是用數萬億個激光束對（duì）大橋（MarcBasnightBridge）全貌進行了一次徹底掃描，用以觀察橋梁混（hún）凝土的應變和結構損傷。緊接著在10月初，美國聯（lián）邦航空管理局（FAA）批準美（měi）國北卡羅來納州交通廳（NCDOT）在超視距範圍使用無人機進行橋（qiáo）梁檢查，無人機檢測結構安全的新時代正式開啟。

用無人機檢（jiǎn）測橋（qiáo）梁結構損傷並不稀（xī）奇。美國自2013年以來就一直（zhí）在州一級交（jiāo）通廳嚐試使用無人機檢測。然而，由於（yú）信號和安全性等原因，無人機（jī）在超視距範圍和橋（qiáo）梁結構（gòu）死角的（de）處理上一直不理（lǐ）想。而隻有將無人機的（de）覆蓋（gài）範圍擴展到操作員視線之外，檢查才能在人（rén）類難以到達的地方收集更多高分辨率圖像，橋梁結構的（de）分析才能完整且標準，進而有助於後期的（de）錄入、分析、對比等工作。

北卡羅來納州交通廳（tīng）負責人埃裏克（kè）·博耶特（EricBoyette）對這兩項檢測（cè）技術（shù）能夠在北（běi）卡州率先應用感到（dào）非常欣（xīn）慰。他表示：“車載激光檢測和超視距無（wú）人機自動檢測是兩項重要的技術實踐，兩種載具（jù）的優勢都在於對（duì）交通影響極小（xiǎo）。尤其是無人機檢測，當前任務是保證無人機檢測流程的完（wán）整性、安全（quán）性，後續將提高其（qí）他細節的識別能力。這是一套全新的係統，將（jiāng）使我們（men）能夠完成對大橋的遠程檢查。”

該項目的部（bù）分應用（yòng）程序由無人機製造商Skydio開發（fā）。其特點為機載的人工智能操作係統與動力係統（tǒng），可（kě）令飛行器在缺乏可靠GPS信號的情況下避開障礙物（例如橋梁下部（bù）結構和下部桁架等），從而安全、完整地完（wán）成檢測任務的全過程。這也是之前自動無人機檢測的難點之一。

技術、成本的全麵（miàn）突破

無人機檢測有一些傳統難點。首先是無人（rén）機的（de）信號問題。實操中，無人機一般是通過GPS導航（háng），但是GPS的信號容易受外（wài）在條件的幹擾，出現無信號和信號（hào）不穩定的情況（kuàng），導（dǎo）致無（wú）法完成檢測。第二是人機的自動操作問題。商用無人機飛行會受（shòu）到（dào）自重、風場等因素影響，即使是專業（yè）飛手，駕駛時也會出現難以把控的情況。而用於橋梁（liáng）檢測（cè）的無人機需具備一定特殊性，需用定製飛行器（qì）加載AI自動駕駛技術。第三是激光成像與無（wú）人機圖像數（shù）據的獲取和三維成像技術，對飛行樣（yàng）態、聚（jù）焦準確性等方麵都有特殊要求。第四是關於橋梁不同種類的損（sǔn）傷識別（bié），主要對於混（hún）凝土裂縫和鋼結（jié）構損傷的探測。無論空中還是路麵的載具，激光掃描出（chū）的成像（xiàng）要能夠直（zhí）接與預設的橋梁（liáng）健康分析係統對（duì）接，分（fèn）析過程可以是半人工或（huò）由（yóu）電腦自動（dòng）完成。

本（běn）次試驗的無人機使用（yòng）的是目前世界上最先進的AI自動飛行引擎。該技術可令無人機在360°的全障礙環（huán）境中完成自動安全導航，即使沒有GPS信號的區域也可以（yǐ）使用（yòng）。成像傳輸方麵，一座150米（mǐ）的鋼桁架橋，兩小時可完成（chéng）全部成像傳輸作業，並（bìng）交回數（shù）據庫（kù）作（zuò）同步分析。

成本方麵，超（chāo）視距全自動無人機檢測技術，將替代（dài）人工觀察員或無人機駕駛員，這會使橋梁檢測成本（běn）進一步降低。經過美國國家公路和運輸官員協會（AASHTO）計算，與傳統檢測手段相比，無人機檢測（cè）的成本（běn）可降低75%，主要體現在人工成本和時間成本的大幅降（jiàng）低，再算上節省下來的社會幹擾（rǎo）成本（如封橋斷路等（děng）），無人機檢測的綜合成本會更低。

市場方麵，北卡州交通廳負責人表示，這是（shì）一項“能改變遊戲規則的成就”。這種技術一旦進一步（bù）成（chéng）熟，其市場是（shì）州內的2萬座橋梁和全美60萬座橋梁，很有希望徹底告別危險的吊索和昂貴（guì）的人工成本，也為未（wèi）來的橋梁和基建檢查鋪平了道路。