无人机

无人机桥梁检测怎么做?它真的可以向上检测桥底吗?

当说到桥梁检测时,人们总会欢呼现在有了无人机这种有效的检测工具,它可以让工程师们近距离观察最难以靠近的地方,而且不再需要高成本或危险度较高的工具。但现在无人机真的适用于桥梁检测吗,人们想象的这些优势无人机真的可以做到吗?我们请来两位美国最有经验的桥梁检测专家接受采访,为我们揭晓无人机桥梁检测的真实情况。


Barritt Lovelace,Collins Engineers公司的区域经理,Jennifer Zink先生,明尼苏达州交通部桥梁办公室桥梁检测工程师,现在正在进行一个无人机研究项目。项目目标为:评估无人机用于桥梁检测时在降低成本与提升安全性两方面的能力,并创建最佳的实践指南用以参考应该在什么时间,怎样使用无人机进行桥梁检测。


这个研究在美国引起了多方关注,包括其他州的交通部门,并在全国获得了大量的媒体曝光。


1. 您好。可以请您概括介绍一下明尼苏达州交通部的无人机研究项目吗?


Zink先生:好的。我们现在正与Collins Engineers公司一起合作做这个项目,主要是想了解怎样用无人机提供更好的桥梁检测数据,并让检测过程更安全。 我们在去年夏天已经完成了项目一期,我们用无人机对明尼苏达州的4座桥梁完成了检测,现在我们正在进行项目二期。


 “我们主要是想了解怎样用无人机提供更好的桥梁检测数据,并让检测过程更加安全。”


2. 请问您使用的是哪一款无人机呢?

Zink先生:在一期项目时我们使用的是Aeryon SkyRanger. 这是一款很棒的无人机,但我们在用它做桥梁检测时发现它的一些不足之处,比如没有向上的观察角度,无法在很低或没有GPS信号的桥底下飞行。


使用senseFly公司旋翼无人机eXomBlantanik桥进行桥底检测。(照片由明尼苏达州交通部提供)


后来我们看到eXom,并联系其厂家senseFly,看是否能使用eXom来做这个项目。我们很高兴了解到 eXom无人机拥有超声波传感器与其他相机,而且它还能向上观察,在没有GPS信号的环境下飞行,所以我们可以让它在桥下飞行。我们项目二期使用的是eXom,我们将通过项目实践对其表现进行评估。



明尼苏达州交通部桥梁检测二期项目中使用的senseFly公司的旋翼无人机——eXom


3.其他州也在进行类似的无人机研究吗?


Zink先生: 就我所知,加利福利亚州交通部曾用无人机做过桥梁检测,大概是在5年前,不过当时并无人机没有飞起来。 除开这个,我们应该在全美国都属于做此项研究的先例。我们接到不少其他州的来电,他们都表示希望开展此项研究,但迄今为止我们州是唯一一个开展此项研究的。


4. 可以请您介绍一些传统的桥梁检测技术吗?换句话说,请问无人机可以替代哪些传统的桥梁检测工具呢?


Zink先生:桥梁检测的传统方法要么使用AWP,一种空中作业平台,或使用绳索。这两种工具的选择要按照桥梁类型和对封锁交通能力而定。


在州高速公路上,我们一般使用“窥探者”卡车来做桥底检测,但如果桥很小,桥梁检测则会使用梯子或绳索。 有些桥体很矮,我们甚至无法使用“窥探者”卡车对桥底进行检测。


 使用绳索对Minnesotan桥进行近距离观测。(照片由明尼苏达州交通部提供)


明尼苏达州交通部的一台“窥探者”卡车正在进行桥梁检测。(照片由明尼苏达州交通部提供)


5. 请问明尼苏达州交通部Collins Engineers公司是什么关系呢?


Zink先生:桥梁检测一般都是由明尼苏达州交通部来负责。每个地区,每个县都有专门的桥梁检测员进行日常桥梁检测工作。但当部门需要检测不少体积小的桥梁时会请类似Collins Engineers这样的公司来当顾问。以前Collins Engineers公司也向我们提供过水下桥梁检测的服务。


Lovelace:我们承接全国范围内的桥梁检测业务。如Zink 先生所说,明尼苏达州交通部倾向于自身完成多数的项目,所以我们主要是在一些特殊的项目中协助他们,比如使用绳索进行桥梁检测,或水下桥梁检测。


6. 请多跟我们介绍些您的研究,特别是这两期项目。您研究的重点是什么,您的目标是什么?


Zink先生: 一期项目是为了评估使用无人机技术的安全性和效率,并完成初期研究报告;二期项目是为了制定最佳规范,包括形成决策机制。我们希望通过研究证明无人机比“窥探者”卡车更适合用于桥梁检测,因为使用“窥探者”卡车需要大量的协调工作,比如交通管制,并让检测员承受很高的安全风险。


“使用“窥探者”卡车需要大量的协调工作,比如交通管制,并让检测员承受很高的安全风险。“


我们尝试使用eXom对多种类型的桥梁进行检测,包括空间有限的桥梁。 我们使用eXom热相机检测涵洞,槽口,对桥板分层进行评估。


项目研究的最终目标是识别无人机可以为哪些桥梁提供彻底检测所必须的细节信息。我们希望制定一项政策:每五年对一定标准状态(比如状态为“差”)下的桥梁进行近距离检测。我们要求使用低成本的方式来实行此项政策,特别是对地方部门而言这点很重要。我们预测使用无人机就是可以降低大量成本的好办法。


“我们预测使用无人机就是可以降低大量成本的好办法。”


我们的想法是在全州之内形成这样的合同机制,对政策中规定的处于某种状态标准的所有桥梁进行近距离检测。关于资金支持与州政府的支持细节我们在二期项目研究的概括中有特别说明。


7. 您在项目研究中具体是怎么使用无人机的呢?


Barritt:如果我们需要对某个区域的某个裂缝需要近距离检测,我们不仅仅是事后将照片拿回办公司用来识别缺损和位置,而是在现场就会对照片号码,裂缝位置以及方向进行标记。国家桥梁检测标准要求有合格证书的桥梁检测员到场并指挥检测以保证大众的安全。 如果只是检测员事后查看无人机照片是不能满足要求的。


我们做了一件很棒的事!我们为使用eMotion软件的笔记本安装了另一个显示器,这样我们的检测员就有了一个观测屏幕。当我们的无人机飞手通过笔记本上的软件来操作无人机时,我们的检测员可以通过这个屏幕控制无人机的相机。检测关键是现场实时调整,而不仅仅是事后观看检查。 现场互动越多,检测质量越高。


“现场互动越多,检测质量越高。”


8. 请问您的项目中使用无人机检测进展如何?


Zink先生:现在为止我还没发现无人机在桥梁检测方面有什么功能上的限制。无人机在桥梁检测项目上表现出色,正是我们所期望的。无人机的照片与检测报告可以紧密关联,方便我们对照比较。


我们对eXom的几种摄像传感器都做了测试,包括静态图片相机、摄像头与红外传感器。后来我们在实地也获取了桥梁的多种数据,比如静态图片、视频、红外影像、地图与3D模型。


目前的结果证明,无人机高效率提供的检测细节与使用“窥探者”卡车所获得的结果相同,但使用无人机无须对交通进行管制,并在使用工具与交通管制方面节省了大量成本。无人机还能提供桥梁的红外模型与 3D模型,可以高效识别混凝土分层,收集地形图细节信息,测绘桥梁上下游河堤实况。


桥梁检测的结果证明无人机高效率提供的检测细节与使用snoopers获得的结果相同,但使用无人机无须对交通进行管制,并在使用工具与交通管制方面节省了大量成本。


9. 您说到使用无人机检测可以做到低成本,请问您能分享一下是如何降低成本的吗?


Zink先生:虽然我们的项目研究还在进行之中,但我以本州最大桥梁的检测为例对使用无人机和传统检测方式的成本进行了初步的计算。


如果使用传统检测方法, 这座桥将使用3个“窥探者”卡车进行检测,需要花费8天。这种传统检测方法的成本至少在59000美元,而且还不包括“窥探者”卡车的运输费用。而使用无人机来检测同一座桥梁则只需花费20000美元,并只需要5天。对此之下,无人机检测相对传统检测节省了66%的成本。


如我之前所说,明尼苏达州交通部在努力制定政策,我们将规定每隔5年对一定标准状态(比如状态为“差”)下的桥梁进行近距离检测。我们要求使用低成本的方式来实行此项政策,特别是对地方部门而言这点很重要。我们预测使用无人机就是可以降低大量成本的好办法。


“使用无人机来检测同一座桥梁则只需花费20000美元,并只需要5天现场作业时间。相比传统检测方法,无人机检测节省了66%的成本。


10. 当您的二期项目研究结束之后,您下一个研究会是什么? 您将怎样将您的研究成果运用到现实中呢?


Zink 先生:我们这期项目研究结束之后,我们下一步的目标是在明尼苏达州识别哪些桥梁适合用无人机进行检测,然后在全州签订一个定期的服务合同——比如每隔五年——为我们做一次无人机桥梁检测。我们并不想购买无人机, 我们更希望的是与顾问公司签订服务合同,由他们为我们提供无人机桥梁检测的服务。


谢谢您今天接受我们的采访,并为我们分享了这么多项目内容。


Zink 先生:不客气!


继全球广受欢迎的固定翼无人机eBee系列之后,senseFly公司推出他们的首款旋翼无人机eXom(现更名为albris)。 albris可在一次飞行中捕捉与标记视频、静态图像与热成像三种影响, 而其机身所配备的5个传感器模块使其具有先进的情感感知力,可自动避开障碍物。这些特点让albris具备了先进的建筑物检测及其他应用功能。


大佥国际有限公司作为senseFly公司在中国的官方代理,将陆续为中国客户介绍分享albris的应用案例,希望给中国客户带来启发,更好地管理自己的各类资产。


想了解更多albris应用案例,请长按下面的微信二维码关注我们。