無損檢測 (NDT) -最適合橋梁檢查的無人機(jī)

橋梁是重要的交通要道，支撐著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)融合。但由于使用頻繁，橋梁也需要頻繁且耗費(fèi)資源的維修。

在美國，每 3 座橋梁中就有 1 座需要維修或更換。在英國，有超過 3,200 座橋梁狀況不佳。由于有如此多的橋梁老化，交通部門尋求資源優(yōu)化，而無人機(jī)正好可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

橋梁檢查無人機(jī)使維護(hù)團(tuán)隊(duì)能夠快速收集更多資產(chǎn)數(shù)據(jù)。無人機(jī)可以進(jìn)入鏟斗卡車或繩索攀爬者無法進(jìn)入的區(qū)域，而無需封閉車道。最 好的橋梁檢查無人機(jī)還可以進(jìn)行高級攝影測量拍攝、早期腐蝕檢測和高空厚度測量。

6 款最 佳橋梁檢查無人機(jī)

企業(yè)無人機(jī)配備了一系列適用于資產(chǎn)檢查場景的先進(jìn)功能：高清 RGB 和熱像儀、可安裝的超聲波和干膜厚度測量探頭、激光雷達(dá)系統(tǒng)和自主攝影測量數(shù)據(jù)捕獲模式。

在評估無人機(jī)時(shí)，我們優(yōu)先考慮飛行穩(wěn)定性高（強(qiáng)大的高度和位置保持、高抗風(fēng)性）、機(jī)動(dòng)靈活、電池壽命長和有效載荷范圍好的型號。

以下是我們列出的六大橋梁檢查無人機(jī)：

l沃利羅 T

lSkydio X10

l開利H6電動(dòng)

l大疆經(jīng)緯 M30

l天空魚M4

l龍飛隊(duì)指揮官2

沃里羅

Voliro憑借其獨(dú)特的 6 自由度導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了垂直基礎(chǔ)設(shè)施檢查。通過結(jié)合使用推力控制和傳感系統(tǒng)，Voliro 實(shí)現(xiàn)了高級機(jī)動(dòng)性，能夠從任何角度安全地接近結(jié)構(gòu)并執(zhí)行基于接觸的集成。

導(dǎo)航系統(tǒng)包括一個(gè) VGA 深度攝像頭、兩個(gè)六件套 LiDAR 距離和基于視覺的速度傳感器以及 RTK GPS，以提高定位精度。而 Voliro 還可以在沒有 GPS 的環(huán)境中導(dǎo)航。該無人機(jī)還包括一個(gè) 4K 12 MP 檢查員攝像頭，幀率為 30/60 fps。

這些功能將無人機(jī)橋梁檢查擴(kuò)展到目視檢查之外。借助 Voliro 無人機(jī)，團(tuán)隊(duì)可以在高空進(jìn)行無損檢測 (NDT) 。

l可安裝的電磁聲學(xué)換能器 (EMAT) 可對鋼梁和鑄鐵部件進(jìn)行非接觸式厚度測量，以識別裂紋和其他缺陷。EMAT 還可進(jìn)行近距離腐蝕評估。

l具有回波和脈沖回波測試模式的超聲波傳感器可檢測混凝土和金屬部件中的地下裂縫和裂隙，以及定位和檢查嵌入混凝土的金屬鋼筋。

l干膜厚度 (DFT) 探頭有助于檢查保護(hù)涂層和油漆（甚至在涂抹之后）是否存在不規(guī)則、缺陷和潛在腐蝕。

所有探頭均可輕松互換，只需一次訂閱即可獲得，訂閱還包括訪問即將發(fā)布的產(chǎn)品，如脈沖渦流探頭。開放式有效載荷架構(gòu)可適應(yīng)自定義集成。

主要特點(diǎn)

l6 自由度檢查無人機(jī)，專為近結(jié)構(gòu)工作而設(shè)計(jì)

l六種專用 NDT 有效載荷，只需一次訂閱即可獲得

l基于人工智能的交互助手，實(shí)現(xiàn)故障安全操作

l冗余 IMU、氣壓計(jì)和磁力計(jì)

Skydio X10

Skydio X10作為橋梁檢查無人機(jī)具有良好的信譽(yù)。美國 50 個(gè)州的交通運(yùn)輸機(jī)構(gòu)中有 35 個(gè)都在使用它，而且有充分的理由。

Skydio 提供模塊化傳感器封裝的高分辨率視覺和輻射測量相機(jī)，用于視覺檢查。即使在弱光條件下，它也可以檢測到混凝土橋梁結(jié)構(gòu)上厘米級的裂縫。使用 3D 掃描功能，橋梁檢查人員可以編寫完全自主的攝影測量任務(wù)，以在更短的時(shí)間內(nèi)收集照片、視頻和熱數(shù)據(jù)（以及元數(shù)據(jù)）。在現(xiàn)場，他們可以創(chuàng)建 2D/3D 模型來驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，并在需要時(shí)安排重飛。

先進(jìn)的自主性可幫助新手飛行員更快地完成任務(wù)。Skydio X10 擁有六個(gè) 360 度導(dǎo)航攝像頭和一個(gè)機(jī)載空間 AI 引擎，即使沒有 GPS 也能提供完整的環(huán)境感知和強(qiáng)大的障礙物檢測。

夜間視圖系統(tǒng)是另一大亮點(diǎn)，因?yàn)樗试S在交通高峰時(shí)段之外安排橋梁檢查。機(jī)載人工智能助手經(jīng)過數(shù)十年的飛行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，可在光線不足的情況下為飛行員提供額外指導(dǎo)，或可進(jìn)行編程以在夜間自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)任務(wù)。

主要特點(diǎn)

l高清視覺和熱成像攝像機(jī)，包含在一個(gè)傳感器包中

l先進(jìn)的自主性和障礙物檢測能力

l即使在 GNSS 受限的環(huán)境中也能保持高度態(tài)勢感知

l橋梁檢查數(shù)據(jù)自動(dòng)收集

開利H6電動(dòng)

如果長距離飛行至關(guān)重要，那么Harris Aerial 的Carrier H6 Hybrid EFI是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。得益于電子燃油噴射 (EFI) 發(fā)電機(jī)，它可以在空中停留長達(dá) 4 小時(shí)，從而提供出色的燃油效率。它還可以動(dòng)態(tài)適應(yīng)天氣條件以獲得最 佳性能。此外，由于其靈活的機(jī)身設(shè)計(jì)，您可以將其轉(zhuǎn)換為全電動(dòng)無人機(jī)或氫電版本。該設(shè)計(jì)還使其可以輕松折疊至其飛行就緒尺寸的 45%，以便運(yùn)輸。

該無人機(jī)非常適合橋梁檢查任務(wù)，因?yàn)樗哂蓄~外的安全功能：實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度監(jiān)控、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋和油門百分比監(jiān)控。它還具有無線電連接監(jiān)控和 5 分鐘備用電池冗余功能，以防止電源問題。

帶有 2 軸有效載荷和萬向節(jié)控制的模塊化有效載荷艙允許安裝各種第三方有效載荷（最 大重量可達(dá) 5 公斤）。Harris Aerial 銷售Phoenix Sensors的 LiDAR 系統(tǒng)和GeoCue的測繪工具?？砂惭b的相機(jī)設(shè)備的選擇也令人印象深刻：RGB、EO/IR、高光譜和多光譜。有效載荷艙可適應(yīng)將工具投放到地面維護(hù)人員、放置營銷人員或高空靜態(tài)傳感器的釋放場景。無人機(jī)的交付精度達(dá)到厘米級。總體而言，Carrier H6 Hybrid EFI 為各種橋梁無人機(jī)檢查場景提供了極大的多功能性

主要特點(diǎn)

l三種動(dòng)力形式的橋梁檢測無人機(jī)

l載重 5 公斤時(shí)飛行時(shí)間最長可達(dá) 2.5 小時(shí)

l3 種飛行模式：GPS 懸停、高度保持和自主

l兼容多種地面站控制（GSC）

大疆經(jīng)緯 M30

DJI Matrice 30可以說是便攜性最 好的企業(yè)級無人機(jī)，折疊后尺寸僅為 365×215×195 毫米。但尺寸并不影響其性能特點(diǎn)：飛行時(shí)間為 40 分鐘，最 大水平速度為 23 米/秒，抗風(fēng)能力為 12 米/秒。該型號還擁有 IP55 級防風(fēng)性能，工作溫度范圍為 -35℃ 至 50℃。內(nèi)置先進(jìn)的冗余系統(tǒng)，包括雙 IMU、指南針、氣壓計(jì)和 RTK 天線，也讓操作員更加安心。

機(jī)載視覺設(shè)備包括廣角、變焦和熱成像攝像頭，并配有激光測距儀。變焦攝像頭配備 48 MP 1/2” CMOS 傳感器，具有 16 倍光學(xué)變焦，可用于拍攝特寫照片。智能低光模式可在光線不足的情況下捕捉清晰的視覺效果，而激光測距儀可檢測物體并立即傳輸坐標(biāo)?？梢允褂?Payload SDK 集成其他有效載荷。

飛行控制器上升級的實(shí)時(shí)任務(wù)錄制功能提高了操作效率。您可以用減少 90% 的步驟瞄準(zhǔn)特定點(diǎn)標(biāo)記。航點(diǎn)之間可調(diào)節(jié)的萬向節(jié)角度和照片設(shè)置提高了飛行效率。如果您需要進(jìn)一步微調(diào)飛行控制功能，DJI 提供了一個(gè)開源移動(dòng) SDK。

主要特點(diǎn)

l便攜式、彈性巡檢無人機(jī)，飛行時(shí)間長達(dá) 40 分鐘

l六對視覺和紅外傳感器用于障礙物檢測

lTEC 空調(diào)冷卻無人機(jī)電池，實(shí)現(xiàn) 10-90% 快速充電

l加密三通道 1080p 視頻傳輸，傳輸距離最遠(yuǎn) 15 公里

Skyfish M4 無人機(jī)

Skyfish 的M4 無人機(jī)是一款定制可能性最 大的橋梁無人機(jī)。Skyfish 愿意根據(jù)客戶要求調(diào)整其硬件和軟件，并提供其技術(shù)供內(nèi)部修改。

您可以使用自定義傳感器 API 來集成各種無人機(jī)有效載荷，如攝像頭系統(tǒng)、激光雷達(dá)掃描儀、環(huán)境傳感器或測量儀表。據(jù) Skywish 稱，“任何具有串行端口、USB、I2C、脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 和 API 的東西”都可以添加到這架無人機(jī)上，并通過 Skymind（一種支持機(jī)器學(xué)習(xí)的機(jī)載計(jì)算機(jī)）進(jìn)行控制。除了實(shí)現(xiàn)有效載荷控制外，Skymind 還允許添加額外的飛行功能，如 BVLOS 操作或自主導(dǎo)航。

另一個(gè)明顯的優(yōu)勢是超快的速度。M4 無人機(jī)的飛行速度可達(dá) 65 英里/小時(shí)/104 公里/小時(shí)，非常適合檢查開闊水域上的長浮橋或高架橋。加密視頻和遙測傳輸在 5 英里/8 公里范圍內(nèi)保持清晰，可通過基站擴(kuò)展。與 Carrier H6 一樣，M4 兼容各種選項(xiàng)，并配備冗余嵌入式天線，支持 RTK。

主要特點(diǎn)

l4 個(gè) 200W 電機(jī)和 2 個(gè)電池組，使用壽命超過 500 次

l傳感器無關(guān)的設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的定制能力

l用于映射相機(jī)視圖對象的實(shí)時(shí)幾何投影系統(tǒng)

l兼容 BVLOS 和遠(yuǎn)程自主場景

龍飛隊(duì)指揮官2

Draganflyer 的Commander2是另一款多任務(wù)檢查無人機(jī)，具有易于互換的有效載荷和其他定制裝配機(jī)會(huì)。該公司生產(chǎn)自己的有效載荷，并提供與 MicaSense、FLIR、索尼和康寧的集成。選項(xiàng)包括高清 RGB 和變焦攝像頭、熱和高光譜傳感器以及其他好東西。最 大有效載荷容量為 2.2 磅/1 公斤。所有技術(shù)均來自美國，包括飛行控制器、無線電和通信設(shè)備。

Commander2 由基于 MAVLink 的飛行規(guī)劃軟件提供支持，支持一系列自動(dòng)飛行模式，包括研磨和 90 度雙研磨、走廊測繪和航點(diǎn)飛行。手動(dòng)控制還可以很好地控制無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性。用戶還可以享受對靜態(tài)和移動(dòng)物體的自動(dòng)有效載荷目標(biāo)跟蹤（使用支持的選項(xiàng)）。

對于橋梁攝影測量建模場景，Commander2 可以配備 PPK/RTK 模塊，以提高定位精度。Draganfly 還構(gòu)建了一個(gè)長距離 LiDAR 系統(tǒng)，掃描范圍為 2460 英尺/750 米，全局精度為 2 厘米——如果您想在一次任務(wù)中覆蓋更大的區(qū)域或避免靠近橋梁結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

主要特點(diǎn)

l獲得專利的碳纖維折疊機(jī)身，具有頂 級耐用性

l豐富的專有和自定義有效載荷選擇

l全、半、手動(dòng)飛行控制模式

l強(qiáng)大的飛行計(jì)劃軟件，實(shí)現(xiàn)精 確的任務(wù)控制