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大疆无人机及机场无人值守道路、桥梁、边坡及附属设施精细巡检方案

大疆无人机及机场无人值守道路、桥梁、边坡及附属设施精细巡检方案 GIS前沿
2025-04-11
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1. 项目概述

1.1. 政策背景

2023年9月,交通运输部发布了《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》,强调提高公路养护智能化水平的重要性,并提出了一系列具体举措,例如推广在线巡查、设施监测、防灾应急等智慧养护应用,加强养护评价、预测、决策算法模型的研究应用。

《数字交通“十四五”发展规划》更是将数字化、网络化、智能化作为主线,为“十四五”时期数字交通发展提供了科学指导和创新动力。由此可见,高速公路养护事业发展已进入高质量转型提升新阶段,智慧养护发展逐渐成为主旋律。

1.2. 需求背景

1.2.1. 传统道路巡查的痛点

目前传统高速公路的应急巡逻、路面巡查和养护巡查主要依赖于工作人员驾驶车辆到达现场。传统的人工巡查模式面临诸多困境:

(1) 人力成本高

道路里程持续增长,需投入大量巡查人员,人工费用高昂,且在长期高强度工作下,人员流动频繁,进一步增加人力成本;

(2) 安全风险大

巡查人员需在车流量大的道路旁作业,面临车辆碰撞、高空坠落等诸多安全威胁,尤其在复杂路况下,风险系数急剧攀升;

(3) 检测范围有限

对于山区、河流穿越段、高架桥梁底部等复杂地形及偏远区域,人工巡查难度大、可达性差,易出现巡查盲点,难以及时发现潜在隐患;

(4) 数据准确性低

依靠人工肉眼观察和简单工具测量,主观因素影响大,对病害程度判断易出现偏差,且数据记录多依赖手工,易出错、难统一,不利于后续分析与决策。

1.2.2. 无人机道路巡查的优势

而随着无人机技术的飞速发展,“低空经济+巡查”为道路巡查带来全新变革,具有显著优势:

(1) 高效性

凭借灵活的机动性,无人机可快速穿梭于道路上空,短时间内覆盖大面积路段,相比人工巡查效率提升数倍甚至数十倍,大大缩短巡查周期;

(2) 安全性

操作人员在远离道路的安全区域操控,避免直接暴露于交通危险中,同时减少高空、临水等高危作业场景,保障人员生命安全;

(3) 高精度

搭载高清摄像头、红外热成像仪等先进传感器,能捕捉人工难以到达区域的细小病害,获取的数据质量远超传统方式;

(4) 实时性

通过无线通信技术,无人机采集的数据可实时传输至地面控制中心,管理人员能即时掌握道路状况,一旦发现紧急问题,可迅速响应,调配资源进行处置。

1.3. 项目目标

(1) 构建三维数字底座,为高速公路基础设施管理提供坚实基础

为了实现对高速公路基础设施的全面管理和高效监控,计划利用无人机搭载高清相机,对高速的重点路段及其周边边坡进行全方位、高精度的数据采集工作。

通过此方法,可获取高速沿线的详细三维数据,从而构建出精确的三维数字模型。这个三维数字模型将作为后续巡查、分析、决策的基础平台,为高速公路基础设施的数字化管理提供坚实的基础支持。

(2) 以无人机自动化巡查航线规划为基础,实现无人机高效巡查与管理,确保高速公路的安全运行

在三维数字底座的基础上,结合相应航线算法实现巡查巡查航线的快速生产,并利用无人机自动执行航线任务对高速沿线进行定期、高效、全面的巡查工作,从而及时发现路桥及边坡的潜在安全隐患,确保高速公路的安全运行。

(3) 结合路段现有的业务管理平台及业务需求,融合无人机巡查业务

以无人机巡查和管理作为核心功能,紧密贴合高速公路巡查的业务需求,实现从航线规划、航线管理、计划管理、任务执行、成果上传、隐患标注到精确定位的完整作业流程。使得高速公路的日常维护工作更加高效、精确,从而显著缩短巡查时间并提高安全隐患排查的准确率。

1.4. 建设依据

下列文件是本项目实施过程中需使用及参考的政策法规和技术规范。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本项目。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本项目。

1.4.1. 国家政策法规

《中华人民共和国测绘法》

《中华人民共和国测绘成果管理条例》

《基础测绘成果提供使用管理暂行办法》

《中华人民共和国保守国家秘密法》

《中华人民共和国网络安全法》

《基础测绘条例》

《计算机信息系统安全保护条例》

《国家空域基础分类方法》

《加快建设交通强国五年行动计划(2023—2027年)》

《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》

1.4.2. 相关技术标准

《计算机软件需求说明编制指南 ANSI/IEEE 829》GB/T9385

《计算机软件文档编制规范》GB/T8567

《信息技术软件生存周期过程》GB/T8566

《信息处理——数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定,相关国际标准》GB/T1526  ISO5807

《计算机软件需求规格说明规范》GB/T9385

《计算机软件测试规范》GB/T15532

《国家基本比例尺地图图式 第1部分:1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》GB/T20257.1

《基础地理信息要素分类与代码》GB/T 13923

《城市基础地理信息系统技术规范》CJJ100

《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356 - 2009)

《无人机航摄安全作业基本要求》(CH/Z 3001 - 2010)

《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z 3002 - 2010)

《低空数字航空摄影规范》(CH/Z 3005 - 2010)

《公路桥涵养护规范》(JTG H11 - 2004)


2. 三维数字底座建设方案

2.1. 三维数字底座建设作业流程

项目整体作业流程


2.2. 外业采集作业要求

(1) 设备要求

大疆经纬 M350 RTK、中画幅一亿像素航测相机、禅思P1相机、DJI Matrice 4E、飞行器4G网卡,网络RTK(千寻2000端口)。

(2) 航高要求

精细模型飞行相对路面高度不高于120米,有干扰飞行器飞行安全的地物时,可适当提升航高;大场景地形数据相对路面高度不高于300米。

(3) 天气要求

光照条件:光照适中,无雾霾,空气能见度高。避免光照强度较弱或太阳高度角偏大时,进行作业。

风速:飞行器在大风天气持续满负荷时作业可能引起的安全风险,作业时应避免在6级风天气持续作业。

云层厚度:晴天、多云天气或高亮度的阴天较为理想。

(4) 飞行方式

① 高速公路主线

沿高速公路主线kml使用航迹大师规划带状环绕仿地航线,导入项目区域12.5米DEM进行仿地航线规划;仿地高度为120m;环绕航线俯仰角参数设置为-45°;环绕重叠度设置为50%;环绕采集数为40pts;航线速度设置10m/s 的单航带环绕仿地航线。

主线航线


 高速公路枢纽及收费站

高速公路互通枢纽使用航迹大师规划区域环绕仿地航线,导入项目区域12.5米DEM进行仿地航线规划;仿地高度为120m;环绕航线俯仰角参数设置为-45°;环绕重叠度设置为50%;环绕采集数为40pts;航线速度设置10m/s 的区域环绕仿地航线。

枢纽航线


③ 高速公路桥梁及交跨

主线与匝道交跨的部分进行渐进式补拍,为避免飞行器飞行干扰司机驾驶安全,渐进式补拍应使用DJI Matrice 4E无人机,同时控制DJI Matrice 4E无人机采集影像数据分辨率与中画幅一亿像素航测相机采集影像数据分辨率均匀过渡,最大差距倍数不得超过五倍。

补充航线


④ 高速公路周边地形

周边地形主要为了后续的无人机飞行安全提供参考。综合考虑采集效率及采集质量,选用大疆经纬 M350 RTK搭载禅思P1可将光相机进行大场景数据采集。导入项目区域12.5米DEM进行仿地航线规划;仿地高度为200m;镜头采用五向扫摆进行拍照;航线重叠度设置为60%;航线速度设置12m/s 的智能扫摆仿地航线。

扫摆航线


2.3. 坐标系统

输出符合业主使用要求的坐标系统

2.4. 数据检查

(1) 成果照片检查

主要针对后续参与建模生产的无人机航拍照片进行统一的审查和核对。审查内容包括:航拍照片的范围与项目范围是否吻合;照片内容、色彩等因素是否满足后续生产需求等。

具体审查事项如下:

a. 照片的重叠度、倾角、旋角、摄区边界等是否符合设计规范;

b. 影像色彩饱和度适宜,层次丰富,反差适中,清晰度高;

c. 影像曝光适度,无明显云雾、云影、烟、大面积反光、污点等瑕疵。尽管存在少量缺陷,但不应影响模型重建和测绘;

d. 影像像素分辨率正确;

e. 影像完整包含项目区域,无照片缺失现象。

(2) 审核结果及整改

补摄的要求如下:

a. 航摄影像出现绝对漏洞、相对漏洞及其它严重缺陷时必须及时补摄;

b. 漏洞补摄必须满足项目要求;

c. 应采用前一次航摄飞行的同型号倾斜数字航摄仪补摄

d. 补摄航线的两端应至少超出漏洞外一条基线。


2.5. 模型构建

(1) 模型构建流程

实景三维模型构建作业流程如图所示:

模型构建流程


(2) 数据预处理

在实施空中三角测量之前,首先对原始影像进行预处理。预处理过程包括图像增强,以提高地物的可判读性。同时,对原始影像进行色彩、亮度和对比度的调整及匀色处理。匀色处理有助于缩小影像间的色调差异,使色调分布均匀,反差适中,层次清晰。从而确保最终生成的模型成果具有色调一致性和完整的细节。

(3) 空中三角测量

空中三角测量过程依赖空三重建软件,通过多视角影像特征点密集匹配,整合相机参数、影像数据和POS数据,进而实施区域网的自由网多视影像联合约束平差解算。在平差解算完成后,须确保参与解算的影像片数与导入的全部原始影像片数的比率不低于99%。

(4) 实景三维模型重建

全自动三维建模采用多机多节点并行运算的空三重建软件进行。将空三后的成果数据直接提交生成三维TIN格网构建、白体三维模型创建、自助纹理映射和三维场景构建。


2.6. 模型修饰

(1) 模型修饰流程

模型修饰作业流程如图所示:

模型修饰流程


(2) 模型修饰内容及结果

模型修饰原则上只对水域空缺、模型漏洞及道路中行驶车辆进行修饰,使模型不存在漏洞及行驶车辆。生产的模型满足以下要求:

a. 三维模型是根据倾斜影像匹配确定体块构模而成,地形、建筑物等模型一体化表示,模型的纹理以获取的航空影像表现。建筑物三维体块模型应完整,位置准确、具有现实性,应于获取的航空影像表现一致;

b. 建筑物三维模型应精准反映房屋屋顶及外轮廓的基本特征。在200m视点高度下浏览模型,模型没有明显的拉伸变形或纹理漏洞,不存在拉伸变形侧视。当所在区域建筑物较为密集,或建筑物较高,存在相互遮挡时,则无法获取遮挡部分建筑物的侧视纹理,相应的模型无法表现其全部的细节,允许出现些许的拉伸变形;

c. 建筑物模型的高度与平面尺寸应于实际保持一致的比例,建筑物模型高度误差不超过10%,并且完成的三维图像能够清晰的分辨重点装置情况。


3. 无人机道路巡查平台项目软硬件建设方案

3.1. 总体建设方案

总体方案以无人机综合管理平台为核心,以巡查区域的三维数字模型为基础,结合无人机场的自动值守功能和无人机的自主飞行能力,最终实现对高速路段的全面普查、宏观巡查、高频检测以及应急响应。

3.2. 巡查设备选型及布设方案

(1) 无人值守机场选型

目前可支持无人值守作业的飞行平台主要分为垂起固定翼无人机场和多旋翼无人机场,两者相比,多旋翼无人机场凭借便携性、智能化功能、环境适应性、高性价比以及强大的作业能力等特点,成为了多个行业自动化、智能化作业的最优解决方案。综合设备选型主要从下列几点考虑:

① 硬件性能

根据项目需求,选择适合的无人机型号和配置,确保无人机具备足够的续航能力和稳定性;

② 自动巡查

可在无人值守情况下自主完成巡查作业,并能够将数据自动传输至巡查系统;

③ 传感器

必须配备有广角相机、中长焦相机及长焦相机,以提高无人机的巡查精度和巡查效率;

④ 移动部署能力

高速巡查路段长、区间广。可考虑通过“机场+车辆”的移动部署方式,实现用少量机场对高速路段巡查的全面覆盖。

基于上述几点,无人值守机场最终确定为大疆机场3及其配套使用的DJI Matrice 4D无人机。

(2) 大疆机场3简述

大疆机场 3 是大疆于 2025 年 2 月发布的首款可车载部署无人值守平台,支持全天候自动化作业。其创新搭载专用云台固定装置和振动测试系统,可在行车中安全运输并快速响应长距离巡查需求。

全环境适应能力覆盖 - 30℃至 50℃极端温度,配备破冰舱盖和抗结冰桨叶,机场本体 IP56 防护与无人机 IP55 等级可抵御雨雪沙尘,支持最大 12 米 / 秒风速起降。

大疆机场3

(3)  DJI Matrice 4D无人机简述

大疆机场 3 配套的 Matrice 4D 无人机搭载 2000 万像素广角 + 4800 万像素中长焦 / 长焦多焦段相机组合,支持高精度测绘与精细化巡查,配备激光测距模块实现 1800 米正入射量程。防护等级 IP55,支持 - 30℃至 50℃极端环境作业,标配静音抗结冰桨叶,Matrice 4D飞行性能强悍、续航劲增,能在最高 12 米/秒的强风下稳定起降并滞空长达 32 分钟,满电状态下也可在 15 米/秒飞行速度下飞行 47 分钟,净作业时长较机场 2 提升 37%。

DJI Matrice 4D无人机


(4)  机场部署方案

① 安装位置推荐

推荐安装在无明显信号遮挡的场地,如空旷地面或楼顶。为保障机场内置 RTK 模块的信号质量和设备运行稳定性,需保证地面高度角 20°范围内无明显信号遮挡物。

为了便于接入电源和网络,同时确保设备的安全,安装位置应优先考虑本单位办公楼等适宜地点。

② 供电要求

使用机场时,需要接入外部交流电源为机场供电。供电要求如下:

a. 电气连接应符合所在国家/地区当地的法规要求;

b. 机场安装地点的供电需稳定,无频繁停电情况;

c. 市电电压和频率需符合机场运行要求。

③ 网络要求

使用机场时,需要为机场供网。供网要求如下:

a. 网线连接应符合所在国家/地区当地的法规要求;

b. 机场安装地点的网络需稳定,上行/下行网速需达到20M.

注:大疆机场3官方最大作业半径为10KM,但实际作业半径受环境温度、安全电量、风速风向、机场部署位置的信号干扰情况、周围遮挡物情况、机场作业效率等综合因素干扰较多。

因此机场实际覆盖范围需结合现场实际踏勘情况方可确定巡查路段各机场可巡查范围及巡查路段整体安装机场数量。

3.3. 无人机道路巡查平台建设方案及功能简述

(1) 系统服务器推荐

服务器部署及存储方面,大疆机场当前大多采用阿里云服务器作为存储介质,将航线规划、无人机作业成果等文件资料均以文件形式安全存放于云端服务器之中,便于后续随时调用。无人机在完成既定航线任务并返回机场后,机场系统会立即将收集到的数据成果统一上传至服务器进行集中存储。

除了云服务器的选择外,若已有相应的硬件服务器资源,也可根据实际需求在本地服务器进行巡查系统的对接及部署。


(2) 无人机道路巡查平台系统简介

无人机道路巡查平台集成了设备管理平台、三维显示平台、航线规划平台、自动飞行平台、云端重建平台、实时监控平台、数据处理平台、分析报告及辅助决策平台等等

系统架构图


云雀路桥巡检平台简介


(3) 系统功能

① 三维场景显示模块

三维场景显示模块是平台的基础功能模块之一,它负责将倾斜模型、点云等各种数据进行统一的加载与展示,生成具有真实感的三维场景。用户可以在这个模块中自由旋转、缩放、平移三维场景,以获取不同角度和尺度的观察效果。同时,该模块还支持多种交互操作,如图层管理、隐藏/显示特定元素等,方便用户对三维场景进行细致的观察和分析。

其具体功能包括实现模型、点云数据的发布,具体格式为pnts/b3dm;支持卫片发布,兼容png/terrain(tif)格式;同时,也支持全景数据的发布;此外,还可以进行矢量数据的发布,兼容kml/GeoJson/shp等格式。

三维场景发布

高速三维场景

② 无人机航线规划模块

航线生产流程


1) 大范围基础数据采集航线生产

在使用无人机进行大规模基础数据采集时,大量影像的处理耗时过长,以及由于高程变化大导致影像分辨率不一致。通过采用无人机仿地环绕飞行技术进行数据采集,可以有效地克服这些难题。使得影像处理变得更加高效,同时确保了在复杂地形条件下获取的影像分辨率具有较高一致性。

环绕仿地航线


2) 精细化巡查航线

基于高精度的地形数据、倾斜模型、点云等数据,利用不同的精细化巡查航线生产方式。实现对监测区域的全面覆盖与精准定位,特别针对灾害易发区此类的高风险区域进行细致检查。

A. 日常巡查航线

通过在模型上进行点、线、面的绘制来获取巡查点位的位置信息。基于这些信息,结合不同点位的作业空间和安全距离,即可对矿区各关注区域的进行灵活的巡查航线规划。


日常巡查航线

排水沟巡查航线及成果


B. 结构化巡查航线

针对桥梁等结构固定的巡查对象,通过自研的数字三维底座结构化提取算法,我们能够有效地生成与之对应的数字三维底座结构化文件。这些生成的结构化文件,可以根据实际需求,按照公路里程、区域名称、结构名称等多样化的命名方式进行存储和管理。后续生产航线时只需调用相应的结构文件选择需要巡查的编号范围,即可快速生产出相应的巡查航线。

斜拉桥结构化航线

悬索桥结构化航线

连续箱梁桥巡检航线

支座巡检效果

C. 边坡巡查航线规划

针对危岩体地带等复杂地形,采用点云技术规划航线。使得无人机即便在环境错综复杂的条件下,也能安全且高效地执行贴近地面的自主飞行并执行巡查任务。

危岩体点云巡查航线


在日常巡查过程中,若发现异常区域变化频繁,我们可以通过智能复拍来创建高频次、高精度的重点巡查航线,以确保对潜在危险区域的监测数据保持时效性和准确性。

智能复拍功能能够依据先前巡查所获得的影像资料,自动生成用于自动复拍的巡查航线。

智能复拍


D. 沉浸式航线规划

首创以目标点为核心(无人机负载始终朝向选择目标点)的沉浸式航线规划方式,结合倾斜模型,为操作人员提供一个直观的三维环境,使他们能够“走进”巡查区域,根据实时数据调整和优化航线,确保无人机能够精准捕捉每一个细微变化。

沉浸式航线规划


E. 应急响应航线

当灾害或事故发生时,系统能够根据接收到灾害信息,包括灾害类型、位置、规模等,并辅助用户快速生成应急航线。应急响应航线具备以下特点:一是快速到达灾区,利用最短路径规划算法,确保无人机能够尽快抵达灾害现场;二是高效覆盖监测区域,根据灾害特点(如滑坡、泥石流等)和监测需求,规划出能够全面覆盖灾害影响区域的飞行路线;三是实时数据传输,确保无人机采集的现场影像和数据能够即时回传至地面控制中心,为应急决策提供有力支持。


3) 航线模拟与编辑

通过模拟功能,用户可以在实际飞行前对航线进行预览,检查航线的合理性、安全性以及是否满足任务需求。编辑功能则允许用户根据实际情况对航线进行微调,以适应不断变化的环境和任务需求。

A. 航线模拟

航线模拟功能借助GIS技术,以三维可视化的方式在用户界面上展示无人机飞行时的姿态和目标区域等关键信息。通过这种方式,用户能够直观地观察到航线执行过程中的效果。

航线模拟


B. 航线编辑

用户可以根据模拟结果和现场反馈,对航线进行手动调整。例如,可以增加或减少航线中的航点,调整航点的高度和速度,甚至可以对航线动作及镜头角度等进行微调。通过模拟和编辑,用户可以更加灵活地应对各种复杂的飞行任务和突发情况,从而提高无人机在矿区监测中的应用效果。

航线编辑


③ 无人机操控管理模块

无人机操控管理模块涵盖无人机场管理及控制、飞行器远程监控及控制、任务调度及文件资源管理等核心组件。


1) 远程监控与调试系统

远程监控与维护系统通过安装在无人机机场的传感器和摄像头,实时收集机场的运行数据和视频信息。通过无线网络传输至监控中心,操作人员可以远程查看无人机机场的状态,并进行故障诊断和调试。系统还应具备自动报警功能,一旦发现异常情况,立即通知相关人员进行处理。

机场远程监控与维护


2) 任务调度系统

根据巡查频率、时间等参数,可以为无人机场创建待执行任务,并生成相应的任务清单。用户可以通过图形化界面轻松地设置任务参数,如起飞时间、任务频次、执行设备等,并根据实际需求调整任务优先级。

新增机场任务

机场任务列表


3) 全流程自动化管理

提交机场任务后,机场即可自动执行任务,无人机将按照预设的航线进行自主飞行。在飞行过程中,无人机将自动采集数据,同时通过无线网络还可将实时图传及状态传输回监控中心。无人机在完成任务后将自动返回机场进行充电和数据上传,整个过程无需人工干预。

无人机场巡查数据采集作业流程


无人机在任务执行结束后会将采集的成果上传至媒体库中。这些成果可以文件的形式进行存储,用户可以对成果数据进行实时的预览、查看、下载等操作。

媒体库


4) 无人机场及无人机远程操控和飞行直播

为了应对紧急调度等特定情境下的无人机操作需求,并拓展无人机场的应用范围,无人机场及其无人机远程操控系统将提供一个高度集成的操作平台。用户能够利用该平台实时监控无人机的飞行状态和图像传输,同时执行远程飞行控制。

飞行直播与远程操控


④ 数据综合分析与报告模块

1) 数据总览

数据总览提供了全面而直观的概览信息。该模块能够实时汇总无人机巡查过程中的关键指标和数据。用户可以通过简洁明了的界面,迅速掌握巡查的整体情况。

数据总览


2) 巡查成果人工排查

无人机采集的成果可自动或手动的批量导入到系统中,系统可根据相应信息计算出照片在三维底座上的真实位置,并将其同步显示至三维数字底座中。

影像成果同步至三维数字底座


用户仅需在三维场景中点击欲检视的照片,平台即能自动展示相应图片,并提供隐患标注、照片缩放等功能。利用此功能,可以对那些需要人工识别的潜在风险或异常进行标记,同时,所积累的标注数据也将为后续的智能识别算法提供相应的训练素材。


3) 成果报告系统

成果报告系统通过对采集的数据进行入库、人工标注后可以导出相应的巡查报告。同时还可将标注的隐患同步至数字三维底座便于隐患信息的直观展示,并为后续的养护工作提供数据支持。

隐患标注

隐患同步

隐患报表样例


⑤ 资产管理与指挥调度模块

1) 资产管理

通过资产管理模块可以建立起设备总台账,通过资产管理模块的设备列表功能,可以清晰地了解所有设备的基本信息,而设备保养功能则动态更新记录电池循环次数、设备飞行架次、工作状态等信息,综合利用这些信息有助于合理安排设备的维护计划,延长设备的使用寿命。

绑定设备列表


4. 无人机道路巡查参考

无人机道路巡查受飞行高度、变焦倍数、采集角度等的影像,所采集到的数据质量及数据精度也有所不同。基于此,我们进行了无人机在边坡、隔离带&护栏、路面、桥梁四部分的巡查测试,并对后续的无人机道路巡查提供基础参考。(本章节中测试机型为DJI Mavic 3E,由于大疆M4系列的硬件提升,其巡查效果较M3系列会有一定提升)

4.1. 边坡巡查测试

边坡主要病害类型为滑坡、落石、排水沟堵塞等病害。测试中巡查中无人机在相对边坡30m、镜头俯角-45°、1倍可见光的参数下,即可完整拍摄到边坡滑坡表观病害。对于低矮边坡单航带即可快速完成巡查工作。

无人机边坡巡查航线

无人机巡查影像——边坡滑坡


2.2. 隔离带&护栏巡查测试

隔离带&护栏主要巡查目标为螺栓异常、护栏形变、绿化破损等。在测试中,无人机相对路面高度25m,镜头俯角-45°、7倍变焦可见光所采集的巡查影像已可以判断螺栓固定情况。

无人机隔离带&护栏巡查航线

无人机巡查影像——隔离带&护栏

无人机巡查截屏——隔离带&护栏


4.3. 路面巡查测试

路面巡查主要目标有裂缝、抛洒物及车辆违停等。其中抛洒物及车辆违停目标较大,需要保证在发现此类隐患的前提下进行快速覆盖巡查。

经过测试,在相对路面高度30m,镜头俯角-90°、1倍可见光的参数下,巡查范围可涵盖双向四车道及应急车道,其中的锥桶等物体也可清晰判别。

无人机巡查影像——路面异常

无人机巡查截屏——路面异常

同时考虑到相对路面30m的飞行高度长时间飞行可能影响行车安全,因此也测试了远距离+变焦的巡查方案。相对路面高度80m,镜头俯角-90°、7倍变焦可见光的参数下,巡查范围可涵盖单向两车道及应急车道,采集到的巡查影像也可满足路面大目标的巡查需求。

无人机巡查影像(7倍变焦)——路面异常

无人机巡查截屏(7倍变焦)——路面异常

而对于裂缝此类微小病害则需要降低飞行高度并提高变焦倍数,以此发现微小裂缝。本次测试中综合测试了下列几组参数:

相对路面高度70m,镜头俯角-90°、1倍可见光;相对路面高度80m,镜头俯角-90°、7倍变焦可见光;

相对路面高度20m,镜头俯角-90°、1倍可见光;相对路面高度20m,镜头俯角-90°、7倍变焦可见光;

相对路面高度13.5m,镜头俯角-90°、1倍可见光;相对路面高度13.5m,镜头俯角-90°、7倍变焦可见光;

由于新发生裂缝较小,因此在相对路面高度13.5m,镜头俯角-90°、7倍变焦可见光的参数下才能辨别出新增的裂缝病害。

无人机巡查影像(7倍变焦)——路面新增裂缝

无人机巡查截屏(7倍变焦)——路面新增裂缝

现场手机拍摄——路面新增裂缝


4.4. 桥梁巡查测试

桥梁巡查测试主要测试了无人机巡查人工无法到达区域的巡查参数。以桥侧巡查为例,在相对桥侧25m距离,镜头俯角0°、7倍变焦可见光的参数下,桥侧的文字清晰可辨。 

无人机桥侧巡查航线

无人机巡查影像(7倍变焦)——桥侧

而桥下空间的巡查就相对比较简单,无人机在侧面用1倍可见光即可快速采集桥底影像数据,并以此来判别桥墩冲击、桥底异物等隐患。

无人机巡查影像——桥下空间


附:DJI Matrice 4T裂缝类病害测试记录

本次测试采用标注点规作为裂缝模拟,模拟标注背景(白纸)及实际背景(混凝土)两类情况下DJI Matrice 4T在5m、10m及15m三个距离下分别利用广角、中长焦(3倍变焦)及长焦(7倍变焦)情况下拍摄的影像裂缝等灾害的显示效果。

测试标准点规


附表:DJI Matrice 4T裂缝类病害测试一览表







- END -



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