一、工程背景

截止2019年末，我國現(xiàn)有公路橋梁85萬多座，并且仍以每年2萬座的速度增長，2.2萬公里的高速鐵路中， 高鐵橋梁的累積長度超過線路總長的50%，中國已經(jīng)成為世界第一橋梁大國。目前40%的橋梁已經(jīng)進(jìn)入使用超過25年的老齡期， 為保障這些橋梁的安全性和耐久性，必須采用檢測和監(jiān)測的手段了解其運(yùn)行狀態(tài)。

橋梁檢測中主要采用橋底檢測通道和橋梁檢測車進(jìn)行檢測，前者與橋梁同期建設(shè)，在運(yùn)行過程中由于構(gòu)件老化等影響，通常在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)失去作用；橋梁檢測車在當(dāng)前檢測活動中的使用最為頻繁，但其不足也很突出，首先是占道檢測，嚴(yán)重影響橋梁的交通運(yùn)行效率，其次是人工檢測，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；此外，通過以上兩種方法進(jìn)行檢測時(shí)，檢測人員通常處于數(shù)十米的高空中，安全隱患高；并且最終還是通過人工進(jìn)行缺陷的檢測與識別，其結(jié)果的全面性及客觀性，也有待提高。

近年來，隨著無人機(jī)、航拍及智能識別等技術(shù)不斷成熟，加之橋梁檢測需求的不斷增長，使用無人機(jī)進(jìn)行橋梁檢測方案成為可能。珈鷹從2018年開始從事以無人機(jī)為載體、人工智能為核心的橋梁智能檢測技術(shù)開發(fā)，先后解決了無人機(jī)在橋梁底部無北斗/GPS信號情況下的精確定位及導(dǎo)航、全覆蓋無死角的高質(zhì)量圖像采集、裂縫等缺陷智能識別與精確測量等技術(shù)難題，于2020年9月發(fā)布了橋梁智能檢測系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)方案

珈鷹自主研發(fā)的無人機(jī)融合室內(nèi)定位和北斗/GPS定位技術(shù)，搭載高清相機(jī)，實(shí)現(xiàn)對橋梁底部、支座、橋塔、橋索等部位全覆蓋、自動化、高分辨率的圖像采集；基于深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺等算法，智能識別與測量裂縫等缺陷，并將其大小及位置直觀展示在重建的三維模型上，實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果可視化；基于數(shù)據(jù)云平臺，搭建橋梁病例庫，跟蹤橋梁缺陷演化趨勢，為橋梁運(yùn)行維護(hù)提供決策支持。

三、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1. （1）自主研發(fā)室內(nèi)定位與北斗/GPS融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在橋梁底部等無北斗/GPS信號處的定位與導(dǎo)航，定位精度為15cm；
2. （2）地面站規(guī)劃好航線，無人機(jī)依據(jù)航線自主飛行，自動全覆蓋采集橋梁圖像數(shù)據(jù)；
3. （3）搭載4000萬像素相機(jī)，10倍變焦，獲取圖像地面分辨率可達(dá)0.1mm；

2）數(shù)據(jù)處理

1. （1）自主開發(fā)智能識別與測量軟件，自動輸出裂縫等缺陷的大小及位置，裂縫識別精度為0.2mm；
2. （2）重建橋梁三維模型，并將裂縫等缺陷展示在模型上，實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果可視化；
3. （3）基于數(shù)據(jù)云平臺，搭建橋梁病例庫，支持多次檢測結(jié)果比對，跟蹤橋梁缺陷演化趨勢；

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1. （1）全覆蓋、無死角：可實(shí)現(xiàn)對橋梁底部、側(cè)面、橋塔、橋索等部位的全面檢測；
2. （2）高效率、智能化：利用自主開發(fā)智能識別測量軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能高效處理；
3. （3）高精度、定量化：可定量給出各類缺陷的大小及位置，其中裂縫精度為0.2mm；
4. （4）云平臺、可視化：構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺，可實(shí)現(xiàn)缺陷的三維可視化；

五、應(yīng)用案例