天津滨海学院—基于探地雷达的无人机桥梁诊断团队

近年来,全国范围的城市桥梁损坏频繁爆发,大范围、高频次、导致多人死伤的恶性塌陷事故接连发生,造成重大的生命财产损失和严重社会影响,直接威胁城市公众安全,灾害治理已刻不容缓。

由于我国城市众多,城市面积普遍较大、桥梁情况和地下构筑物比较复杂,常规的单(双)通道探地雷达和人工探测作业方式在灾害普查探测效率和探测成果可靠性方面存在一定局限性,探测效率低、工作量大,不能满足城市桥梁探测需要,亟须快速高效的基于探地雷达的无人机桥梁探测系统。

团队从社会痛点入手,为了解决当下城市桥梁安全检修耗费大量人力、物力的现状,依托于利用无人机与探地雷达组合,提出一种基于探地雷达的无人机桥梁深层损坏智能检测方法,并开发相应的检测系统实现损坏的空间信息(GPS 坐标,站号)和属性信息(损坏类型,位置)地图查询功能。

由“桥梁专家”系统进行桥梁全范围的巡检,该系统由集成有探地雷达的无人机组成。通过将车载计算机UgCS SkyHub添加到系统中,可以确保完全集成。使用地面控制软件UgCS的全部功能来计划和管理无人机的飞行。添加激光或雷达高度计可使无人机在桥梁上方恒定的低空飞行。利用天际航 DP-Modeler 软件对模型进行精修重建得到一个高质量、高精度的GIS模型;利用平面蝶形探地雷达天线TM极化模式探测桥面铺装层的破碎破损情况及钢筋数量、间距及保护层厚度等细节信息,利用TE极化模式压制钢筋强干扰,提高信噪比,探测空心板顶板厚度变化情况;同时通过固定在无人机底部的无拼接线结构激光断面仪,生成面数字高程模型和立体三维坐标,提前发现隐伏在桥梁地面的的空洞和桥梁上的安全隐患,提前预警并采取排险措施,才能防患于未然,避免塌陷事故发生。团队目前拥有围绕“桥梁专家”——基于探地雷达的无人机桥梁探测系统自主开发出探地雷达图像成图法、影像密集匹配、自动三维建模、机器视觉算法、图像识别算法等五项核心技术。

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