近年来，人们对将无人机用于室内应用的兴趣日益浓厚。到目前为止，大多数无人机应用传统上都集中在户外空间，例如森林、田野和建筑工地。然而，室内 SLAM（同步定位和制）和 3D 制图的进步激发了人们对探索无人机在室内作业潜力的兴趣。

无人机在室内环境中表现出色，因为它们能够比轮式机器人更快 地覆盖广阔的区域。利用其空中能力，无人机可以在建筑物内穿越不同高度，创建各种结构的精 确地图。这使得人们能够有效地探索和绘制复杂的室内环境。此外，各种类型的无人机都具有多功能性，可以在 狭窄空间或烟囱或楼梯等具有挑战性的地形中移动。这些特性使它们成为完成人类难以甚至危险的任务的宝贵工具。总的来说，这些飞行机器人可以通过高效的探索和绘制地图，同时确保安全和自主，为各个行业带来潜在的利益。

Fly4Future 的 3D 测绘无人机

Fly4Future 团队开发了一系列针对各种情况的解决方案。他们与阿布扎比技术创新研究所 (TII) 合作，打造了三架定制无人机，专门用于探索和绘制室内空间地图。这些无人机配备了 3D 激光雷达和 3D 摄像头，可以准确确定其位置（定位），并通过结合两种技术的数据来绘制环境中的各种物体。这些无人机上的摄像头还能够实时将各种物体分为不同类别，例如墙壁和桌子。先进技术的结合使得在飞行过程中能够高效地收集数据和绘制地图。

这些定制无人机具有很强的机动性，能够在狭小空间内导航，或根据特定任务的要求进行不同的配置。这种灵活性使它们有别于在类似情况下可能遇到困难的人类或其他机器人。它们能够在各种环境中快速机动并收集相关数据，这在搜救任务中非常有用，并可帮助应急响应人员找到人员并评估危险情况。

从保护文化遗产到拯救生命

Fly4Future 的解决方案在获取通常位于室内的历史建筑和考古遗址的丰富 3D 数据方面具有巨大潜力。 利用创新方法和先进技术探索室内空间，可以比传统方法更有效地记录这些重要位置。

总体而言，在室内使用飞行机器人开辟了一个全新的研究机会和实际应用水平。无人机可以帮助完成检查基础设施、安全监控危险区域以及收集建筑维护和文档数据等任务。建筑、文化遗产保护、工程、设施管理、安全监控和灾难响应等行业都可以从无人机提供的安全性和自主性中受益。

用于隧道检查的自主 LiDAR 无人机：绘制未知地图

自主无人机捕捉关键尾水勘测数据

不列颠哥伦比亚省西北海岸基蒂马特山脉的一座山内有一条长 475 米、宽 8 米的“尾水”隧道，用于输送山中水力发电站流出的水。客户力拓集团要求对隧道内部进行详细勘测，以便进行持续维护，但尾水无法关闭进行检查。McElhanney 提供水深测量专业知识，启动了一项自主无人机任务，该任务捕获了隧道内部的 3D 扫描，为客户提供了该结构所需的高清数据。

McElhanney 必须找到一种无需停止运营即可勘察隧道内部的方法。与客户的早期讨论包括使用遥控机器人 (ROV)、自主水面舰艇和带有传感器的浮动内胎。最终，他们选择了空中解决方案。

使用自主技术和 3D 扫描实现安全且对环境影响较小的任务

我们的团队负责任务规划，以确定安全检查隧道所需的设备和技术，并限制包括：

l弯曲的隧道，

l进入山里半公里的行程，

l能见度低或为零，

l无 GPS 环境（操作员与设备之间的通信没有信号传输）

l水流出速度和湍流。

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“在客户的支持下，我们选择了配备 Hovermap 的 DJI Matrice 300 无人机 (UAV)，”项目经理 Marcell Iseli 说道。“这个选项让我们有最 大的机会成功获得隧道内部视图，不仅可以显示视频和照片，还可以显示可测量的空间数据。”

该系统包括一个高分辨率光探测和测距 (LiDAR)、视频和运动单元，以及一个使用同步定位和地图构建 (SLAM) 技术的自主导航系统。该装置配备了自主等级 2 (AL2) 软件，因此它可以在 GPS 禁用的环境中飞出视线和通信范围。

团队针对风险进行了周密的规划。缓解计划包括回收网、精心规划飞行以避开障碍物，以及关闭全球导航卫星系统 (GNSS) 以避免进近时受到电力线干扰。

McElhanney 团队利用精 确的控制点和专有软件，为力拓创建了点云、3D 模型和视频飞越，以全面评估其内部情况。

马塞尔说：“客户很高兴我们的团队使用这种环保且先进的技术来收集关键数据。”

在 GNSS 受限环境中进行检查

无人机技术在土木工程领域越来越受欢迎，特别是在卫星信号有限的地区进行检查。无人机可以协助检查公路和铁路隧道、通风井、管道和封闭涵洞的内部和外部。

定期检查 必不可少，检查时间根据基础设施的规模而有所不同。如果不使用现代检查方法，检查成本会非常高，而且耗时。此外，肉眼无法发现所有潜在缺陷。无人机利用光学方法和高精度、高灵敏度的摄像头，是进行初步评估的理想选择，从而降低成本、时间，并降低专业检查员和其他技术人员的风险。

Fly4Future 的自主检查无人机

Fly4Future 团队成员参与成功开发了一套用于在 GNSS 受限环境中进行精 确定位和导航的系统。该创新技术旨在以卓越的精度和效率捕捉复杂隧道环境中特定位置的高质量图像。

在捷克共和国最长的公路隧道布兰卡隧道临时关闭期间，该系统在真实条件下测试了捕捉详细图像的能力。这项真实测试验证了该系统在弱光和灰尘等具有挑战性的条件下安全运行的能力。

配备这项先进技术的 Fly4Future 无人机还可以用于设计用于排放废气的狭窄辅助隧道。这些通风隧道的有毒环境对维护团队构成了风险。我们的自主无人机可以在隧道运行期间加速检查，通过最 大限度地减少人类检查员接触有害烟雾的可能性来降低健康风险，并有可能改变传统的维护实践。

用于桥梁检查的无人机

自主无人机专为在桥梁检查中实现 GNSS 和 GNSS 拒绝环境之间的平稳过渡而设计。

在 GNSS 和 GNSS 禁区进行桥梁检查

无人机技术在土木工程领域越来越有用，可用于在 GNSS 信号完整、有限或无信号的环境中检查基础设施。无人机在检查各种类型的桥梁、高架桥和其他人工干预存在风险的结构方面发挥着关键作用。

需要定期检查，检查时间因结构而异。传统的检查方法效率低、成本高、耗时长，难以检测和评估所有潜在缺陷。集成无人机技术有助于实时数据收集和分析，使土木工程师能够快速做出明智的决策。捕捉高分辨率图像和视频的能力使详细评估可以多次审查，确保不会遗漏任何潜在问题。除了提高安全性和效率外，无人机还可以在传统设备可能难以或无法有效运行的复杂环境中导航。

GNSS 环境与 GNSS 无信号环境之间的平稳过渡

在检查桥梁时，需要注意的是，GNSS信号可能并不总是完全可访问的。为了使无人机能够有效地定位靠近桥梁结构的损坏，它必须能够在桥梁结构下方飞行，并在具有完整GNSS信号的区域和GNSS信号不足或完全被拒绝的区域之间过渡。此导航过程需要仔细规划和灵活方法，以确保在整个飞行过程中保持准确的定位数据。

虽然远程操作设备由于人为因素存在撞上桥梁的风险，Fly4Future 自主无人机可以使用先进的算法和灵活的避障技术快速轻松地绕过桥梁结构。这降低了碰撞风险并提高了整体运营效率。此外，使用大量Fly4Future 无人机有助于缩短检查所需的总体时间，并节省原本用于人力和脚手架的资源。

Fly4Future 的自主检查和 3D 测绘无人机

Fly4Future 团队成员参与了捷克理工大学 (CTU) 和捷克国家遗产研究所 (NPU) 之间的 NAKI 项目。该项目旨在开发用于检查和记录大型历史建筑内部的自主无人机技术，以取代成本高昂、耗时且对安全至关重要的脚手架和高举平台的搭建过程。 取代成本高昂、耗时且对安全至关重要的脚手架和高举平台的搭建过程。该技术可以实现记录，而不会出现不必要的失真和丢失有关技术状况的信息。然后，3D 扫描可提供准确的质量方向和元素在内部的位置。

Fly4Future 提供用于室内和室外 3D 测绘的自主无人机技术开发。由于缺乏 GNSS、光照条件不利以及这些建筑物内有各种障碍物，在历史建筑内部使用无人机的情况通常很少见。Fly4Future无人机可以在 GNSS 和 GNSS 拒绝环境中飞行，并在两者之间快速切换。 我们的无人机拥有高度精 确的避障能力，这对于避免损坏复杂的内部特征、精 确导航和自主检查的定位非常重要。此外，我们的无人机可以携带光源，以确保一致照明。

Fly4Future 自主无人机可以团队协作，以获得更好的建模性能，尤其是在时间紧迫的情况下。我们的协作多无人机系统可以借助特殊的动态通信网络无缝工作。在给定场景中，无人机可以同时从内部和外部扫描整个建筑物，检测可能影响装饰特征的结构损坏。 这为诊断和后续决策过程带来了省时的解决方案。

Fly4Future 还提供 地下考古遗产检查的解决方案。我们的X500 研究无人机专为应对地下环境的挑战而设计，例如在弱光下飞行和在陌生环境中避开障碍物。这款无人机基于专为自主探索而量身定制的独立系统，对于涉及考古学家安全风险的挖掘工作来说，它被证明是一种宝贵的资产。它还为 绘制由于环境不稳定而无法暴露的区域或尚未发现安全暴露这些区域的保存方法的区域提供了解决方案。