高昕 孫華 李林威

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

當(dāng)前，橋梁裂縫檢測(cè)的主要方式仍是由公路養(yǎng)護(hù)人員依靠橋檢車(chē)進(jìn)行，輔以人工進(jìn)行拍照，并在后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到橋梁病害的結(jié)論。這是一種效率低下、時(shí)效性差、不能保證工作人員的安全、依靠人的主觀意識(shí)來(lái)進(jìn)行判斷，其結(jié)果的精度存在一定的偏差，很難滿足當(dāng)今快速發(fā)展的橋梁檢測(cè)需要。將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于橋梁檢測(cè)對(duì)于橋梁安全發(fā)展自有重要意義，但當(dāng)前國(guó)內(nèi)外針對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的研究尚處在起步階段，尚有諸多技術(shù)難題亟待解決，因此，本項(xiàng)目的開(kāi)展具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 橋梁檢測(cè)的重要性

橋梁結(jié)構(gòu)屬于大中型建筑專業(yè)結(jié)構(gòu)，由于載荷功效、疲勞與浸蝕效用、原材料脆化，以及缺乏及時(shí)的維護(hù)與維護(hù)，在使用年限內(nèi)，不可避免地會(huì)造成損傷累積、抗力衰退，從而導(dǎo)致橋梁的使用壽命被縮短，甚至引發(fā)安全事故。為了防止意外事件的發(fā)生，必須對(duì)已完工的或者已經(jīng)使用的橋梁選擇合理的方法，對(duì)其安全性進(jìn)行檢驗(yàn)、評(píng)定、鑒別和修補(bǔ)，以保證人們?cè)谌粘３鲂兄械陌踩捅憷?/p>

橋梁檢測(cè)主要包括了兩種類型，一種是結(jié)構(gòu)性能檢查，另一種是外觀的檢測(cè)評(píng)定，其中結(jié)構(gòu)性能的檢測(cè)是用力學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成的，而外觀檢測(cè)則是用來(lái)檢測(cè)橋梁的關(guān)鍵部位是否發(fā)生了裂縫、破損、露筋銹蝕等病害。在進(jìn)行橋梁檢測(cè)的時(shí)候，橋檢人員需要深入現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行仔細(xì)的勘察，才能對(duì)病害程度有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害的大小，對(duì)損壞的部分產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并對(duì)橋梁的使用情況和損壞程度提出書(shū)面意見(jiàn)。對(duì)于橋梁的維修、改造和加固都有很大的幫助，還可以將一些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到橋梁數(shù)據(jù)庫(kù)中，為橋梁的科學(xué)管理和維修提供更多的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，如何使橋梁的測(cè)試手段更加科學(xué)、可行，以確保長(zhǎng)期的安全使用，并使其具有最大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)與無(wú)人機(jī)檢測(cè)的區(qū)別

2.1 傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)技術(shù)的弊端

對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)橋梁或者大跨、高墩橋梁的橋梁底板、高塔柱、斜拉鋼索、塔頂結(jié)構(gòu)等部位的高效檢測(cè)，傳統(tǒng)橋檢方式還無(wú)法滿足。由于地形條件的限制，對(duì)于高凈空橋梁和涉水橋梁的日常檢測(cè)，以及對(duì)橋梁支座和橋下情況的全方位觀察都有一定的困難；其次，由于受到監(jiān)測(cè)頻次和監(jiān)測(cè)結(jié)果的制約，常規(guī)監(jiān)測(cè)方法很難建立起常規(guī)、高頻次的監(jiān)測(cè)機(jī)制，對(duì)于雖小但累積效應(yīng)明顯的損害，往往會(huì)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)不夠及時(shí)的問(wèn)題，不利于風(fēng)險(xiǎn)防控和預(yù)控。傳統(tǒng)的工作方式主要是以人力為主，訓(xùn)練費(fèi)用較高，而且個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、能力、積極性、責(zé)任感也有不同程度的差別。對(duì)于檢測(cè)橋梁、橋墩、橋墩基臺(tái)、塔架、橋網(wǎng)等部件、落地螺栓的鋼纜，傳統(tǒng)橋梁檢測(cè)方法有許多不足之處。

⑴在常規(guī)的橋面檢驗(yàn)中，還需借助其它手段進(jìn)行檢驗(yàn)，費(fèi)用高昂；

⑵對(duì)橋墩、橋墩、腹橋等易發(fā)生事故的部位進(jìn)行檢測(cè)，需要搭設(shè)支架，由人員協(xié)助檢測(cè)，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)；

⑶如腹部、線纜等較難接觸到的位置，不能用手工進(jìn)行精確探測(cè)；

⑷在對(duì)市內(nèi)大橋進(jìn)行例行檢測(cè)的同時(shí)，還要對(duì)道路進(jìn)行控制，以妨礙道路的正常通行。

2.2 無(wú)人機(jī)橋梁檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比于傳統(tǒng)的探測(cè)方法，無(wú)人機(jī)探測(cè)的成本更低，探測(cè)技術(shù)也更科學(xué)，整個(gè)探測(cè)裝置體積更小，便于攜帶，不需要太多人參與，也不需要太多的輔助。與傳統(tǒng)方法比較，無(wú)人駕駛飛機(jī)橋檢技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

2.2.1效率高、整體性好

數(shù)據(jù)處理變得更有效，在后期，只需要利用BridgeMap 的病害處理軟件，對(duì)病害圖像展開(kāi)分析，就可以迅速地出具各種病害卡、病害信息匯總表、明細(xì)表以及比較表等詳細(xì)的報(bào)告。無(wú)人駕駛飛機(jī)能夠抵達(dá)常規(guī)人工探測(cè)難以抵達(dá)的區(qū)域，并能對(duì)重要的精細(xì)部位進(jìn)行反復(fù)取樣，具有高效、快速、比手工探測(cè)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2靈活性高

高準(zhǔn)確度的探測(cè)效果，利用高準(zhǔn)確度的GPS 定位裝置，以及多個(gè)轉(zhuǎn)向架的支撐裝置，配合高準(zhǔn)確度的攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)了橋梁破損構(gòu)造的高準(zhǔn)確度的拍攝；該系統(tǒng)的探測(cè)計(jì)劃是靈活多變的，可以在后臺(tái)進(jìn)行更改，并且可以有不同的探測(cè)計(jì)劃供選擇，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況做出相應(yīng)的調(diào)整。

2.2.3成本低

無(wú)人駕駛橋面檢測(cè)不需要投入大量的人力物力，只需要一支飛艇就可以對(duì)整個(gè)橋面的病害圖像進(jìn)行收集，并且利用無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)病害進(jìn)行初篩，可以極大地降低檢測(cè)成本。

2.2.4安全性高

無(wú)人駕駛飛機(jī)可替代人工對(duì)橋墩、橋梁基座、橋梁腹板等危險(xiǎn)部位進(jìn)行探測(cè)，極大地減少了操作者的人身安全隱患。

2.2.5影響小

無(wú)人駕駛飛機(jī)具有在空中固定位置進(jìn)行觀測(cè)和實(shí)時(shí)傳送圖像的能力，在對(duì)橋梁進(jìn)行多次檢測(cè)時(shí)，不需要對(duì)路面進(jìn)行封閉，基本上不會(huì)對(duì)正常的交通造成影響。

3 無(wú)人機(jī)在橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與研究重點(diǎn)

3.1 應(yīng)用方向

無(wú)人機(jī)橋檢技術(shù)在橋梁表面病害檢測(cè)，橋梁事故原因調(diào)查，橋梁施工調(diào)查，竣工驗(yàn)收等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

3.1.1輔助橋梁表觀病害檢測(cè)

對(duì)橋梁表面損傷進(jìn)行輔助診斷，是當(dāng)前無(wú)人駕駛橋面損傷監(jiān)測(cè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。例如，福建省南平市公路管理局通過(guò)無(wú)人機(jī)快速檢測(cè)到金溪大橋拱肋開(kāi)裂、補(bǔ)強(qiáng)鋼板銹蝕、混凝土剝落、弦桿貫穿斷口等問(wèn)題，并基于無(wú)人機(jī)獲取的高分辨率圖像，快速與有關(guān)部門(mén)協(xié)商，快速制定加固方案，并順利實(shí)施危橋處理。

3.1.2輔助橋梁事故原因調(diào)查

例如，美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（University of American Institute）在哥倫比亞建設(shè)管理局（Cirajara）的邀請(qǐng)下，對(duì)哥倫比亞在建斜拉橋（Cirajara）的一座塔身倒塌的橋梁進(jìn)行了無(wú)人駕駛飛機(jī)的橋梁檢測(cè)，以幫助其進(jìn)行橋梁檢測(cè)。

3.1.3輔助橋梁施工調(diào)查、竣工驗(yàn)收

目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了許多應(yīng)用無(wú)人駕駛飛機(jī)進(jìn)行橋梁施工勘察和竣工驗(yàn)收的實(shí)例。2023 年3 月12日，長(zhǎng)江南京航道局大勝關(guān)航道處出動(dòng)新組建的無(wú)人機(jī)驗(yàn)收“方隊(duì)”，對(duì)江心洲大橋橋梁助航設(shè)施進(jìn)行驗(yàn)收。無(wú)人機(jī)驗(yàn)收既減輕了職工的工作強(qiáng)度，又增加了工作安全性，同時(shí)也提高了工作效率，并能更好更全面地完成驗(yàn)收工作，使驗(yàn)收更精準(zhǔn)。

3.2 研究重點(diǎn)

當(dāng)前，對(duì)于無(wú)人駕駛飛機(jī)進(jìn)行橋梁探測(cè)的研究主要是從理論上和實(shí)際應(yīng)用上兩個(gè)角度進(jìn)行的。技術(shù)方面，重點(diǎn)解決了無(wú)人駕駛飛機(jī)在橋梁下的信號(hào)缺失、病害數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別和安全性等問(wèn)題；在實(shí)際工程中，對(duì)無(wú)人偵測(cè)技術(shù)的實(shí)用性，尤其是其與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行了研究。

3.2.1技術(shù)研究

一是全球定位系統(tǒng)信號(hào)的丟失。本項(xiàng)目擬針對(duì)無(wú)人飛行器中因鋼橋主體結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)屏蔽和橋面遮擋而造成的GPS信號(hào)丟失等問(wèn)題展開(kāi)研究。

二是疾病的自動(dòng)辨識(shí)。本項(xiàng)目將圍繞“無(wú)人駕駛”這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展基于無(wú)人駕駛平臺(tái)的無(wú)人駕駛橋梁圖像識(shí)別方法的研究，通過(guò)對(duì)橋梁表面圖像特點(diǎn)的分析，結(jié)合圖像增強(qiáng)、圖像分割和去噪等技術(shù)，設(shè)計(jì)相關(guān)的圖像識(shí)別方法，對(duì)橋梁缺陷進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和標(biāo)記，并對(duì)其進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，如表面裂紋寬度和板面銹蝕等。

三是無(wú)人駕駛飛機(jī)的安全問(wèn)題。重點(diǎn)解決在對(duì)橋梁具體部分進(jìn)行探測(cè)時(shí)，無(wú)人駕駛飛機(jī)不能進(jìn)行高效的路徑規(guī)劃、定位精度不能滿足橋梁探測(cè)要求以及存在較大的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2應(yīng)用研究

一是對(duì)無(wú)人駕駛橋面探測(cè)的技術(shù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)無(wú)人駕駛橋梁測(cè)試技術(shù)的特征和相關(guān)的規(guī)范需求，對(duì)無(wú)人駕駛橋梁測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究，并對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究。例如，美國(guó)特拉華河灣局于2016 年采用無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)特拉華紀(jì)念橋的橋檢，通過(guò)與常規(guī)方法獲取的錨桿、混凝土橋墩、鋼絲繩、橋面上部結(jié)構(gòu)等的動(dòng)、靜影像資料進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)無(wú)人駕駛飛機(jī)橋檢的效果。

二是研制和開(kāi)發(fā)專用的無(wú)人駕駛飛機(jī)橋檢測(cè)系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容包括：選擇具有穩(wěn)定性的無(wú)人駕駛飛機(jī)，并根據(jù)橋上測(cè)試的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)和完善無(wú)人駕駛飛機(jī)測(cè)試平臺(tái)，以滿足橋梁專業(yè)測(cè)試的需要。例如，為解決橋梁水下局部損壞難以探測(cè)的問(wèn)題，研制了一套可用于空中和空中交通的無(wú)人駕駛橋梁檢測(cè)系統(tǒng)。

4 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在橋梁檢測(cè)中面臨的問(wèn)題

近年來(lái)，由于無(wú)人駕駛飛機(jī)的能力不斷提高，專業(yè)化程度不斷提高，加上數(shù)碼影像技術(shù)的飛速發(fā)展，許多橋梁專家都對(duì)無(wú)人駕駛飛機(jī)進(jìn)行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的、具有實(shí)用價(jià)值的、可擴(kuò)展性的多目標(biāo)檢測(cè)方法。但是，從實(shí)際應(yīng)用的觀點(diǎn)出發(fā)，現(xiàn)有的研究存在著一定的缺陷和局限。還有下列問(wèn)題：

4.1 超聲波定位精度不高

常規(guī)航拍下的UAV 定位利用GNSS 與INS（GPS/INS）的聯(lián)合導(dǎo)引技術(shù)（GPS/INS 聯(lián)合導(dǎo)引）。在長(zhǎng)航時(shí)，二者相互補(bǔ)充，并結(jié)合GPS 的長(zhǎng)航時(shí)的穩(wěn)定與精確特性，結(jié)合導(dǎo)航算法，可以達(dá)到更高的定位精度。針對(duì)橋梁探測(cè)無(wú)人駕駛飛機(jī)，尤其是在橋下探測(cè)時(shí)，容易造成無(wú)人駕駛飛機(jī)在探測(cè)過(guò)程中通訊中斷，接收不到訊號(hào)，造成導(dǎo)航系統(tǒng)失效；此外，由于橋梁大多為鋼筋混凝土或鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的鋼筋網(wǎng)格所形成的強(qiáng)大磁場(chǎng)不僅會(huì)對(duì)無(wú)人駕駛磁羅盤(pán)的工作特性造成不利影響，還會(huì)造成導(dǎo)航精度和穩(wěn)健性的下降，使得無(wú)人駕駛無(wú)人駕駛技術(shù)難以在橋梁探測(cè)中得到應(yīng)用。傳統(tǒng)的無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)橋梁進(jìn)行探測(cè)時(shí)，探測(cè)結(jié)果會(huì)受到環(huán)境因素（氣候、溫度、濕度、風(fēng)速、電磁、物理等）的嚴(yán)重影響。

4.2 圖像畫(huà)面畫(huà)質(zhì)不高

結(jié)果表明，目前的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量不高，速度慢；拍攝到的圖像中可能會(huì)存在陰影、污漬、噪聲等因素，現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)算法和分割算法不能實(shí)現(xiàn)全方位地消除噪聲等干擾信息的影響，而且它們都存在著某種針對(duì)性，不具備普適性。在對(duì)裂紋進(jìn)行分割時(shí)，由于缺少可供選擇的特征，容易造成對(duì)裂紋的誤判和漏判；如果同時(shí)考慮太多的特征，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算效率低下；目前，我國(guó)對(duì)損傷裂紋分類與評(píng)估體系的研究尚屬起步，有待進(jìn)一步完善。鑒于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，目前針對(duì)無(wú)人駕駛橋梁的研究大多是針對(duì)高精度的航跡規(guī)劃，尚未形成一套從無(wú)人駕駛影像獲取到基于影像的橋梁病害診斷的自動(dòng)化體系。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)圖像進(jìn)行有效的分類，其分類的速度和結(jié)果還需要進(jìn)一步的改進(jìn)，很少有實(shí)際的工程應(yīng)用。但在工程應(yīng)用中，受無(wú)人駕駛飛機(jī)續(xù)航能力和航跡規(guī)劃等因素影響，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁各部位的精確、快捷、細(xì)致的探測(cè)。

4.3 定點(diǎn)懸停難度大

橋梁的損傷不能在三維空間內(nèi)進(jìn)行精確的定位。不管使用何種方法，其目的都是為了獲取疾病的物理、幾何特征。在常規(guī)的手工測(cè)試中，裂紋的幾何特征、裂紋的空間分布等都是依靠現(xiàn)場(chǎng)肉眼觀察、用鋼帶尺量測(cè)來(lái)確定?，F(xiàn)有的基于影像的缺陷檢測(cè)和定位技術(shù)，僅能對(duì)缺陷進(jìn)行2D 影像上的缺陷進(jìn)行定位，無(wú)法對(duì)缺陷進(jìn)行三維空間定位，從而影響后期評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。不同構(gòu)型的無(wú)人機(jī)在穩(wěn)定性、載重、續(xù)航、抗風(fēng)能力、場(chǎng)地適應(yīng)性等方面存在很大差異。為了獲得更好的檢測(cè)結(jié)果，通常要針對(duì)被檢測(cè)橋梁的種類和測(cè)試內(nèi)容，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的無(wú)人駕駛飛機(jī)平臺(tái)。例如，在對(duì)大跨度橋梁進(jìn)行探測(cè)時(shí)，應(yīng)選擇續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的無(wú)人駕駛飛機(jī)；在對(duì)超寬橋進(jìn)行探測(cè)時(shí)，由于缺少無(wú)人駕駛飛機(jī)的GPS 定位系統(tǒng)，在橋面上安裝有無(wú)人駕駛飛機(jī)的GPS 定位系統(tǒng)，紅外測(cè)距系統(tǒng)，視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，雷達(dá)避障系統(tǒng)；當(dāng)對(duì)某一座橋梁的具體部分進(jìn)行探測(cè)時(shí)，為了滿足探測(cè)要求，必須選擇具有高航跡規(guī)劃精度和防撞性能的無(wú)人駕駛飛機(jī)。

4.4 后期檢測(cè)數(shù)據(jù)處理難度大

當(dāng)前，有關(guān)橋梁的檢測(cè)資料在保存和使用上存在著較大的不足。一是以圖檔的方式保存了橋梁的基礎(chǔ)資料，而以文字記載為主要內(nèi)容的技術(shù)狀態(tài)，查閱起來(lái)很不方便，而且沒(méi)有直觀的感覺(jué)；二是對(duì)病害的種類、部位和程度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，主要依靠人工進(jìn)行，并受到工作人員的技術(shù)限制；三是由于橋梁的歷史資料，例如病害的演變過(guò)程、維修記錄等，分散在各種技術(shù)檔案中，導(dǎo)致其完整性較差，從而影響了維修工作的整體協(xié)調(diào)。將無(wú)人駕駛飛機(jī)用于橋面檢測(cè)，能夠采集到橋面上的損傷信息，是一種很好的橋梁檢測(cè)方法。當(dāng)前，疾病的自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)尚不完善，不能對(duì)影像資料進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的分析，且診斷準(zhǔn)確率亟待提高。在無(wú)人駕駛飛機(jī)的橋梁檢測(cè)中，如果遇到一些重要的缺陷，仍然需要通過(guò)人工進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)和判斷。以橋梁裂紋為例，《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH11-2004）對(duì)裂紋大于0.2 mm 需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，而目前的無(wú)人機(jī)橋檢測(cè)技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)裂紋寬度的定量判別。

5 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于橋梁檢測(cè)的發(fā)展路徑探討

在橋梁檢驗(yàn)工作中，存在著難以全面、難以按時(shí)、難以艱巨、難以完成、難以承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)和高昂的費(fèi)用。為了克服上述困難，采用了傳統(tǒng)的橋型檢驗(yàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)是：人工識(shí)別靈活，前期投資少。缺點(diǎn)是：容易受到橋型和地理?xiàng)l件的影響，風(fēng)險(xiǎn)成本高，效率低。為此，今后的橋梁檢驗(yàn)方法需要著重解決如下問(wèn)題：

5.1 提高橋下定位能力

當(dāng)前，有關(guān)橋梁的檢測(cè)資料在保存和使用上存在著較大的不足。一是以圖檔的方式保存了橋梁的基礎(chǔ)資料，而主要是以書(shū)面記載的方式記載了構(gòu)件的技術(shù)情況，查閱起來(lái)很不方便，而且沒(méi)有直觀的可視性；二是對(duì)病害種類、部位和程度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，主要依靠人工進(jìn)行，受到工作人員技術(shù)水平的限制；三是由于橋梁的歷史資料，例如病害的演變過(guò)程、維修記錄等，分散在各種技術(shù)檔案中，導(dǎo)致其完整性較差，從而影響了維修工作的整體協(xié)調(diào)。目前，主要的解決方法是利用視覺(jué)導(dǎo)航，通過(guò)相機(jī)獲取圖像，以計(jì)算機(jī)作為控制站，對(duì)圖像進(jìn)行處理，獲得導(dǎo)航信息，該方法的優(yōu)勢(shì)在于不依賴外部環(huán)境，具有很強(qiáng)的自主性，但是，該方法涉及到光學(xué)、圖像、模式識(shí)別等多個(gè)學(xué)科的交叉，因此，技術(shù)路線比較復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)。

5.2 提高圖像處理與識(shí)別能力

針對(duì)目前無(wú)人駕駛飛機(jī)遙感影像融合技術(shù)中，非多分辨率影像融合算法簡(jiǎn)便、快速，但與多分辨率影像融合后的結(jié)果相比，其結(jié)果不夠理想，本項(xiàng)目擬采用多分辨率影像拉普拉斯影像融合方法，在不損失影像紋理與細(xì)節(jié)的前提下，通過(guò)拉普拉斯影像融合尋找最優(yōu)影像縫合縫隙，實(shí)現(xiàn)影像的無(wú)縫拼接。在進(jìn)行圖像拼接時(shí)，首先要對(duì)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，然后再對(duì)其進(jìn)行融合。正確的配準(zhǔn)與融合算法是進(jìn)行影像拼接的關(guān)鍵。

5.3 提高無(wú)人機(jī)定點(diǎn)懸浮能力，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境

當(dāng)遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，橋面風(fēng)場(chǎng)會(huì)對(duì)無(wú)人偵察橋面造成極大的影響，不僅會(huì)影響無(wú)人偵察橋面探測(cè)的效率，還會(huì)增大撞墻的危險(xiǎn)。

從理論上講，最直觀的途徑就是提高飛行器的飛行距離和空氣動(dòng)力。提高飛行距離可以保證無(wú)人機(jī)在受到外界擾動(dòng)時(shí)有足夠的時(shí)間進(jìn)行姿態(tài)修正和后續(xù)探測(cè)，提高飛行動(dòng)力可以在一定程度上消除外界的擾動(dòng)，但是這兩種方式都需要搭載大量的電池。當(dāng)前，由于受到鋰離子電池能量效率的制約，為了提高UAV 的動(dòng)力或續(xù)航能力，往往需要額外裝載更多的電池組，這給UAV 的機(jī)身及電子器件帶來(lái)了很大的負(fù)擔(dān)，短期內(nèi)UAV 的續(xù)航能力難以得到大幅提高。

針對(duì)以上問(wèn)題，一些學(xué)者提出了提高無(wú)人駕駛飛機(jī)探測(cè)工作效率的方法，如在大風(fēng)天氣下進(jìn)行合理的航跡規(guī)劃，以減少風(fēng)場(chǎng)對(duì)航跡的干擾，但是，由于該方法的復(fù)雜性，目前仍停留在室內(nèi)，尤其是在復(fù)雜的地形和地形條件下，其在橋梁探測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用效果還需要更多的測(cè)試。

5.4 提高后期數(shù)據(jù)處理能力

目前橋梁相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與應(yīng)用效率不高。一是橋梁基本信息以圖紙檔案的形式保存，構(gòu)件等技術(shù)狀況以文字記錄為主，調(diào)閱不便且缺乏直觀性；二是病害類型、位置、程度等統(tǒng)計(jì)分析工作依賴手工完成，受限于人員的技術(shù)水平；三是橋梁歷史信息如病害的發(fā)展歷程、維修記錄等情況分布于不同的技術(shù)文件中，整合程度低，不利于養(yǎng)護(hù)工作的總體統(tǒng)籌?；诖?，無(wú)人機(jī)未來(lái)的發(fā)展方向應(yīng)是運(yùn)用裂縫圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)能快速計(jì)算出病害圖像的特征參數(shù)值，準(zhǔn)確率能夠滿足工程要求。

6 總結(jié)

橋梁工程是反映現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)主要指標(biāo)，其建設(shè)與使用的安全性與穩(wěn)定性，對(duì)人民群眾的生產(chǎn)、生活有很大的影響。然而，由于客觀條件、人為因素及技術(shù)運(yùn)用等方面的限制，該項(xiàng)目在實(shí)踐中并未充分體現(xiàn)出其應(yīng)有的價(jià)值。無(wú)人駕駛飛機(jī)是一種能夠確保橋梁各部件的質(zhì)量的檢測(cè)手段，能夠以低成本、高效率和高穩(wěn)定的狀態(tài)，對(duì)橋梁各部件進(jìn)行病害、程度的檢測(cè)。但是，在實(shí)際中，它在實(shí)際中的運(yùn)用并不顯著，主要原因在于它沒(méi)有與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相結(jié)合。為此，有關(guān)施工企業(yè)應(yīng)以其為主要研究目標(biāo)，在確定了無(wú)人駕駛飛機(jī)在橋面上的使用方式后，確定了其最優(yōu)控制方式和策略。