(一) 行业应用方向——桥梁病害检测
近年来,桥梁垮塌事故屡有发生,给国家和人民生命财产造成了极大的损失。据不完全统计,自2007年至2018年间,国内共有42座桥梁垮塌,其中近六成的桥梁建设时间在1994年之后,桥龄不足30年。究其原因,绝大多数是由于桥梁病害没有得到及时发现并未得到及时养护。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(如桥梁检测车或望远镜等)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操作难度大,存在检查盲区等局限性。对于此类局部盲区常采取人工现场察看进行检查,但效率较低、技术难度大、危险系数较高等问题。因此,各地交科院与众多检测公司都在寻求一种即可完成精确的检测,同时具有更安全更高效特点的检测方法。
在桥梁底部缺陷尤其是桥底裂缝的检测上,使用TOPCON
Falcon8无人机对桥梁进行全方位多角度获取影像,并通过TOPCON Context
Capture影像建模软件进行桥梁模型的重建。利用Falcon8所搭载得3600万像素相机进行桥梁表面全覆盖近距离影像获取,将获取的影像按照桥梁结构进行无损拼接,使用FAST裂缝提取软件进行裂缝的自动提取以及其他缺陷的量化计算,辅以桥梁模型对裂缝宽度、长度、位置信息进行汇总出具检测报告。
对于桥梁上部表面的检测,例如斜拉索、塔柱等,Falcon8无人机搭载高清摄像机进行有序拍照及视频的录制。从而替代检测人员人工检查或是价格昂贵的检测机器人进行检测,将繁杂的外业工作转变为数字化模型结合高精度裂缝分析报告的方式,进一步提升了桥梁检测效率。
斜拉索检测成功案例——重庆嘉悦大桥斜拉索检测
2018年12月,Falcon8飞行技术服务团队对重庆嘉悦大桥上部斜拉索表面套筒进行检测,获取套筒表面数据,判定表面损伤程度,确认损伤具体位置,为管养部门后期修复管理提供数据基础。
施工时间:2018年12月
施工地点:重庆嘉悦大桥
作业设备:TOPCON Falcon8 无人机
作业人员:2名(操作手+观察员)
天气条件:风力四级,5℃,雾
作业时间:1个工作日
飞行架次:8架次
影像数据:4.5小时视频
后处理时间:1个工作日
数据成果:缺陷分析报告
缺陷部位影像
整座桥梁共计104根斜拉索,最短的长度为45米,最长的达110米。与目前的大多数无人机检测斜拉索的方式——悬停变焦拍摄不同的是,Falcon8搭载变焦摄像机可按照斜拉索编号进行不间断的录像,通过查看高清视频并配合桥梁结构图可以快速而准确的确定套筒及表面避雷线的缺陷状况及具体位置。以Falcon8超强的稳定性及抗干扰能力获取清晰的拉索部分视频数据,再利用Falcon8内置软件来进行缺陷位置的计算,其成果报告得到了委托单位成果验收小组的一致好评。
斜拉索检测成功案例——重庆马桑溪长江大桥斜拉索检测
2018年9月,Falcon8飞行技术服务团队对重庆马桑溪长江大桥上部斜拉索表面套筒进行检测,获取套筒表面数据,判定表面损伤程度,确认损伤具体位置,为管养部门后期修复管理提供数据基础。
施工时间:2018年9月
施工地点:重庆马桑溪长江大桥
作业设备:Topcon Falcon8 无人机
作业人员:2名(操作手+观察员)
天气条件:风力二级,10℃,大雾
作业时间:3个工作日
飞行架次:20架次
影像数据:15小时视频
后处理时间:3个工作日
数据成果:缺陷分析报告
缺陷部位影像 整座桥梁共计232 根斜拉索,最短的长度为51米,最长的达216米。由于主桥高度超过100米,并且斜拉索随着高度的上升逐渐向桥内侧靠拢,视觉误差进一步加大,以Falcon8超强的稳定性及抗干扰能力,通过高清视频影像来进行斜拉索套筒的有序拍摄,以视频的形式进行斜拉索现状的数据保存,并通过斜拉索结构以及专属算法进行缺陷的位置计算。相对于过往的无人机悬停抓取拍摄的方法,这次的结果更直接更准确,对于管养部门后期决策有着更大的数据占比。 桥梁底板检测成功案例——贵阳某公路桥桥底检测
2018年11月,Falcon8飞行技术服务团队受贵州某交通研究院委托,对某公路桥进行桥底及桥侧面的检测,获取桥梁现状影像,确定缺陷种类并进行缺陷的位置标注。
施工时间:2018年11月
施工地点:贵州市某公路桥
作业设备:Topcon Falcon8 无人机
作业人员:2名(操作手+观察员)
天气条件:风力二级,15℃,阴
作业时间:1个工作日
飞行架次:8架次
影像数据:257张影像
后处理时间:1个工作日
数据成果:缺陷分析报告
缺陷部位影像 该公路桥共计6跨,单跨长度20米,宽9米,设计每架次飞行1跨桥梁;桥两侧各用一个架次进行影像数据获取。通过获取的影像按照跨段的方式进行全尺寸影像拼接及分析,确定桥底缺陷类别、大小及位置。相对于传统桥检车的检测方式,Falcon8无人机检测方式不仅从检测成本、检测效率上有着明显的提升,同时保证了检测人员的作业安全,对于交通的影响也得到了显著的降低。裂缝及其他缺陷的自动提取、自动量算则是检测方式的重大变革。对于桥梁养护以及病害情况的掌控也做到了十足的保证。