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如何使用无人机快速进行桥梁检测
更新时间:2021-04-10 17:51
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随着航拍技术、遥感技术的不断发展,无人机应用更多地渗透到各行各业。无人飞行器可分许多类别,其中无人多旋翼飞行器因结构简单、价格相对低廉,可应用于公路桥梁检测、线路巡检等领域。

通过桥梁检测,我们可以确保桥梁的使用安全;及早发现桥梁病害及异常现象;为桥梁的维修养护提供科学依据,以适时采取合理的维修加固方法,延长桥梁的使用寿命、提高其承载能力,降低桥梁的维护费用,或拆除重建;考察桥梁是否能满足将来运输量的要求;为桥梁设计、规范修订和完善等提供依据。

传统方法的弊端:

管养部门通常定期对桥梁进行检查,多采用传统检测手段,依靠肉眼或者辅助工具(如桥检车、望远镜等)来检测桥梁主要构件是否出现裂缝、开裂破损、露筋锈蚀、支座脱空等病害。

对于特殊结构桥梁(如斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等)或者大跨高墩桥梁,在梁底板、塔柱、索缆、斜拉索、塔顶避雷针等可及范围以外,常规检测手段和方法存在局限性,可操作的难度非常大,存在检查盲区,其中局部盲区采取人工现场察看检查,但效率低、难度大、危险系数高。

无人机检测的优势

无人机能够定点悬停观测,实时传输画面,且能自控飞行,与常规检测相比,具有较多优势。

1、使用成本低

所用的技术均为比较成熟的技术,在各领域都已大规模应用,如GNSS导航技术、数码影像技术、无线电遥控等技术等,所有设备只需电池供电,没有额外费用,使用成本远低于搭架检测和桥梁检测车。

2、检测精度高

多轴飞行器可以搭载高分辨率摄像机对各种桥梁病害进行细致拍摄,能随时操控拍摄位置,可进行多次,反复检测。

3、使用灵活,适应范围广

外业只需一台越野车、一台笔记本电脑及一台遥控装置就可以对大型桥梁进行检测,且不需要专用起降场地,有利于桥梁检测的日常化进行。

4、维修保养方便

机体为模块化结构,便于运输,所搭载的的设备均为外设,可方便灵活进行升级或更换。

无人机桥梁快速检测系统方案组成

无人机桥梁快速检测系统主要由无人机、数据传输系统、任务荷载系统、地面站系统、其他设备等组成。

 

系统工作原理如下图所示:

 

检测内容

1、混凝土蜂窝麻面、露筋、剥落掉块及裂缝检测

露筋、混凝土剥落掉块检测

裂缝检测

2、钢结构高强螺栓是否缺失检测

3、其他影响结构安全的病害检测

桥梁支座滑移检测

桥面铺装层破损检测

4、桥梁三维建模

通过对桥梁构件多角度拍摄,根据图像由软件自动生成三维立体图形,将三维图形导出后可形成高精度的桥梁三维模型,桥梁三维模型可作为公路桥梁档案保存,以便将来为维修工作提供技术参考。

注意事项:

1、无人机检测一般由2名专业技术人员分别控制机身运动、检测摄像2部分进行飞行和数据采集。起飞前,无人机需放置平稳,调试各系统确保开机运行正常后,统一指令调度起飞。在飞行过程中,根据检测对象的差异控制不同的安全距离。桥墩和塔柱一般控制在5米左右,缆索和钢构件等地形复杂部位一般控制在10米左右,具体安全距离需结合现场情况确定。

2、无人机空间位置信息、摄录画面实时显示在地面站系统的监控屏幕上,检测人员根据监控初步判断检测对象是否存在病害。若存在,检测人员根据病害程度,选择无人机悬停进行局部高清拍照或继续前进。无人机飞行控制、摄像系统采用无线传输信号进行控制,检测系统采集数据存储在无人机机身,有效避免长距离无线传输引起的数据衰减或干扰。

3、检测过程受日照方向、风速、天气状况等影响较大,一般应选择检测对象迎光面,采集图像数据较为清晰,避免出现逆光,提高数据采集成功率。一般选择在晴天无风环境下进行检测,尽量减少环境因素影响,降低检测过程的安全风险。

4、通过现场无人机数据采集后,将图像等数据下载,利用视频和图像处理软件,分析并确定发现病害的具体位置和病害尺寸等,然后根据《公路技术状况评定标准》(JTG/T H21- 2011)等相关规范,对检测对象的构件进行评定。

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