建筑技术开发Building Technology Development道路桥梁
Roads and Bridges
第46卷第
1期
2019年1
月
无人机影像在公路桥梁检测中的
应用分析朱云飞(驻马店市衡达公路测试科研咨询有限公司，河南驻马店
463000 )
［摘 要］无人机摄影可以实现大范围内的高精度拍摄，在公路桥梁的实际检测中，可以及时对道路信息进行更新，同时也
是便于相关部门针对其中的问题制订出合理的方案。无人机影像的实际运用让路桥检测实现了根本上的进步，
诸多以往无法拍
摄的位置以及难以达到的工作目标可以实现。因此
，分析无人机影像在当下的路桥检测中实际运用的情况，并介绍其发展趋势,
希望让无人机影像可以在国内路桥事业的实际发展中发挥出更高的价值。［关键词］
无人机影像
；公路桥梁检测；
检测系统
［中图分类号］U446.1 ［
文献标志码］A
［文章编号］1001-523X (2019) 01-0129-02
UAV imagery in highway bridge inspection
Application AnalysisZhu Yun-fei［Abstract ］ UAV photography can achieve high-precision shooting in a wide range.In the actual detection of highway bridges,
road
information can be updated in time, and it is also convenient for relevant departments to formulate a reasonable plan for the problems. The practical use of drone images has enabled fundamental improvements in road and bridge inspections, and many locations that were previously impossible to capture and difficult to achieve work objectives can be achieved. Therefore, the analysis of the actual application of the UAV image in the current road and bridge detection, and introduce its development trend, hope that the UAV image can play a higher value in the actual development of the domestic road and
bridge
business.
［Keywords ］ drone image ； highway
bridge
detection ； detection systems
国内的交通事业处于快速发展中，尤其是当下，
无论是
经济发展还是社会进步，对交通物流的依赖性都是比较强的
，
以往路桥检测使用的工作方式是非常传统的，多数是借助人 工的方式进行检测，这种方式会给检测效果带来诸多的局限, 当下诸多的新技术及新设备被运用到实际工作中，无人机影 像就是其中的一种，无人机拍摄有着诸多的优势，在实际检 测中可以获取更加全面的数据，提升了路桥检测的效率，同 时也是便于相关部门以及人员结合无人机影像上的数据，合 理制订出工程方案。1无人机航拍作业的流程1.1准备工作在公路桥梁的测区进行准备作业，在无人机正式进行航 飞作业之前，需要对现场区域的自然情况及地理情况进行数 据收集以及了解，并对已有的检测成果及分析，主要是整理 测区以及周边区域控制点及坐标信息，对这部分的地形地貌 和设施情况有所了解。这样在接下来的航飞中就可以对航线 做好设计，在拍摄作业方面做好计划"'o1.2布测相控点作业人员需要在实习选点以及埋石作业前，结合任务的 需求，对测区及周边区域的现有资料进行收集，包括测区的 地形图及各类控制点、GPS控制点的资料。需要对测区内的 情况全方位了解，要点就是供电、通信、气候以及交通情况。 结合检测任务的要求，需要在图纸上进行设计，布测相控点时， 需要注意测区以及周边选择无人机的起降位置需要合理确定。 无人机起降对场地也是有着诸多要求的❾。需要远离高楼、水 源以及人口密集区，同时地形是比较平坦的，以免对无人机 通讯造成影响的干扰源。收犒日期：2018-08-10作者简介：朱云飞（1987—）,男，河南驻马店人，工程师，主要研究方 向为公路桥梁检测。1.3现场航拍作业在无人机正式进行航拍的阶段，地面人员需要时刻对无 人机的速度、高度及轨迹进行观察，若是无人机航拍出现异 常状况，需要及时让其返航。无人机将航拍任务完成后并返 航时，
监控人员需要准备好无人机降落工作，便于进行伞降
回收。无人机降落后需要对图像数据以及设备的系统情况进
行检测和评估，同时导出
GPS
数据。
1.4内业数据的处理
处理内页数据是低空遥感方面的一类工作，主要是借助
计算机软件来完成。首先是准备好原始资料，其中包括无人 机拍摄到的影像资料，控制点数据以及POS数据。需要保证
原始资料是完成的，检测获取到的图像是否有合格的相片， 其中包括倾斜度未能达到要求的。对POS数据进行检测，主要是对航带变化相片号进行检 查，防止出现POS以及影像数据不匹配的情况。若是一旦出现
，
就要手动进行调整。
借助软件进行数据处理，加入到软件中的控制点需要逐 个在刺出到相片上，然后结合POS数据完成空三运算。然后
是点云加密以及Pix4Dmapper算法，
可以对每个像元高程值
进行计算，并制作出三维点云图。
2数据结果及分析2.1 工程附近绿化整治从三维点云图中可以对路桥所处的地形地势情况进行分 析，对绿化工程的情况进行观察。若是对数据进行分析后，
发现道路绿化及受到了严重破坏，没有大面积植被覆盖，或
易出现滑坡、泥石流这些现象，则是要进行针对性处理，需
要对绿化进行建设和整治。通过对数据进行分析，可以简单 得到道路以及附近区域的地面裸露区信息，这样可以让林业 部门及时进行整治和处理。
2.2路桥裂缝的检查
路桥工程上的各类裂缝是较常见的病害，对路桥工程的
• 129 •建筑技术开发Building Technology Development
道路桥梁Roads and Bridges
第46卷第
1期
2019年1月
危害非常大。无人机影像可以对路桥外观进行全面性的检查, 这样可及时发现工程裂缝，并进行处理。经过长时间以来的 实践，很多路段是容易发生裂缝的，对这些路段进行无人机 检测，可让检测的效率全面提升，同时可令数据获取更加全面。 2.3对发生的滑坡及泥石流进行检测从生成的无人机影像中可以发现，在一些路桥工程的路 旁会有一些的滑坡及泥石流的问题，这些问题对路桥工程的 正常运营是一种隐患。通过对无人机影像进行数据分析，可 以对其中的滑坡点信息进行提取以及对比，从中可以及时检 测到发生的滑坡以及泥石流，这样可以方便有关部门及时釆 取相关的措施。3无人机检测系统的优缺点3.1高精度定位现阶段国内已经可以生产非常先进的无人机产品，并在 其中应用先进的导航系统、定位系统及定高测向等技术。这 样可以将以往的GPS系统加上指南针及气压计系统的不足弥 补。这样可以让无人机在实际检测中实现高精度定位，提供 精度可靠的解决方案，已经将三维定位从米级精度提升到厘 米级精度。3.2自动避障目前使用的无人机影像技术已经搭载先进的视觉观感系 统，可以用视觉传感器配合超声波技术，实现对周边环境的 实时监测，同时也是配合高精度视觉算法，来对附近的一些 障碍物进行感知，这样可以在航拍时实现自动避障。自动避 障可以让无人机在实际飞行时更加安全，让无人机及时停止 飞向障碍物，避免无人机在实际飞行中由于避障不及时发生 损坏。3.3高精度防抖目前国内的无人机检测以及配备高精度的惯性测量模块， 这样可以配备GPS模块，在无人机处于高度飞行中，拍摄到 的影像更加精准，消除其中的漂移现象，实现更加全面的性 能提升。由于是高精度防抖，可以让无人机即便是在高速飞 行中也是可以拍摄出非常清晰的画面，这样可以提升无人机 影像的适用性以及准确性，也是让无人机检测的效率得到了 全面的提升。3.4无损数码变焦目前，无人机检测可借助无损数码变焦实现多倍焦距， 同时对广角视野进行灵活调节，这就可以实现对远景细节的 呈现。与像素差值法的有损变焦相比，无损变焦的优势在于 可以对更高像素的影像进行裁剪，这样可以在对景物进行放 大的同时，依旧展现出对画面超强的解析能力，获取到的影 像资料会更加具备实用性以及准确性。3.5飞行控制及监控无人机在实际飞行中，可借助APP实现对设备的控制， 对无人机的姿态、各项数据及执行状况进行调整，如无人机 的电量、控制信号、GPS等，都是可以进行监控的。若是无 人机在实际飞行中遇到了问题，此时APP就会收到状态的情 况，并发出警告，一旦出现问题系统可以支持一键返航以及 暂停飞行。3.6无人机检测系统的公有云应用目前无人机检测已经可以应用第三方云供应商提供的云 服务，可以通过网络实现连接以及使用。这样就能在开放的 网络中提供各类服务，用户可在有需求时，通过网络接入云 服务。目前，国内的云服务商已经逐渐发展成熟，在服务中可 以提供更加安全可靠的云技术，数据丢失是不需要担心的， 同时也是在病毒入侵方面有着非常强的抵御能力。基于公有 云的诸多特点，这样不同的部门也是可以实现数据的应用以 及共享，公有云服务的操作非常简单便捷，借助网络设备员 以及移动设备都是可以对数据进行共享，这样可以让无人机
影像发挥岀更高的实用价值。
3.7无人机检测系统的缺点
基于当下无人机检测的实际应用情况，
虽然各方面的应
用优势是毋庸置疑的，
同时也是改变了路桥检测的实际工作
流程，在以往无法完成的诸多检测任务得到解决，同时提升 了检测数据的全面性以及便捷性。但也存在诸多的缺陷是需 要重视的，无人机本身的机身是有着一定重量的，同时供电 的蓄电池，本身的电量也是有限的
。所以无人机检测在工作
时间上是存在一定限制的，通常来说可以满足几十min的飞 行检测。
另外，天气对无人机检测是有严格的限制，恶劣的天气下
是无法支持无人机飞行的，只有在晴朗并且无风的天气下才 能应用，在运用无人机检测时，需要减少环境带来的诸多影响， 同时也是降低在实际检测中出现的各类风险隐患，