无损检测 (NDT) -最适合桥梁检查的无人机

桥梁是重要的交通要道，支撑着经济活动和社会融合。但由于使用频繁，桥梁也需要频繁且耗费资源的维修。

在美国，每 3 座桥梁中就有 1 座需要维修或更换。在英国，有超过 3,200 座桥梁状况不佳。由于有如此多的桥梁老化，交通部门寻求资源优化，而无人机正好可以实现这一点。

桥梁检查无人机使维护团队能够快速收集更多资产数据。无人机可以进入铲斗卡车或绳索攀爬者无法进入的区域，而无需封闭车道。最 好的桥梁检查无人机还可以进行高级摄影测量拍摄、早期腐蚀检测和高空厚度测量。

6 款最 佳桥梁检查无人机

企业无人机配备了一系列适用于资产检查场景的先进功能：高清 RGB 和热像仪、可安装的超声波和干膜厚度测量探头、激光雷达系统和自主摄影测量数据捕获模式。

在评估无人机时，我们优先考虑飞行稳定性高（强大的高度和位置保持、高抗风性）、机动灵活、电池寿命长和有效载荷范围好的型号。

以下是我们列出的六大桥梁检查无人机：

l沃利罗 T

lSkydio X10

l开利H6电动

l大疆经纬 M30

l天空鱼M4

l龍飞隊指揮官2

沃里罗

Voliro凭借其独特的 6 自由度导航系统，实现了垂直基础设施检查。通过结合使用推力控制和传感系统，Voliro 实现了高级机动性，能够从任何角度安全地接近结构并执行基于接触的集成。

导航系统包括一个 VGA 深度摄像头、两个六件套 LiDAR 距离和基于视觉的速度传感器以及 RTK GPS，以提高定位精度。而 Voliro 还可以在没有 GPS 的环境中导航。该无人机还包括一个 4K 12 MP 检查员摄像头，帧率为 30/60 fps。

这些功能将无人机桥梁检查扩展到目视检查之外。借助 Voliro 无人机，团队可以在高空进行无损检测 (NDT) 。

l可安装的电磁声学换能器 (EMAT) 可对钢梁和铸铁部件进行非接触式厚度测量，以识别裂纹和其他缺陷。EMAT 还可进行近距离腐蚀评估。

l具有回波和脉冲回波测试模式的超声波传感器可检测混凝土和金属部件中的地下裂缝和裂隙，以及定位和检查嵌入混凝土的金属钢筋。

l干膜厚度 (DFT) 探头有助于检查保护涂层和油漆（甚至在涂抹之后）是否存在不规则、缺陷和潜在腐蚀。

所有探头均可轻松互换，只需一次订阅即可获得，订阅还包括访问即将发布的产品，如脉冲涡流探头。开放式有效载荷架构可适应自定义集成。

主要特点

l6 自由度检查无人机，专为近结构工作而设计

l六种专用 NDT 有效载荷，只需一次订阅即可获得

l基于人工智能的交互助手，实现故障安全操作

l冗余 IMU、气压计和磁力计

Skydio X10

Skydio X10作为桥梁检查无人机具有良好的信誉。美国 50 个州的交通运输机构中有 35 个都在使用它，而且有充分的理由。

Skydio 提供模块化传感器封装的高分辨率视觉和辐射测量相机，用于视觉检查。即使在弱光条件下，它也可以检测到混凝土桥梁结构上厘米级的裂缝。使用 3D 扫描功能，桥梁检查人员可以编写完全自主的摄影测量任务，以在更短的时间内收集照片、视频和热数据（以及元数据）。在现场，他们可以创建 2D/3D 模型来验证数据准确性，并在需要时安排重飞。

先进的自主性可帮助新手飞行员更快地完成任务。Skydio X10 拥有六个 360 度导航摄像头和一个机载空间 AI 引擎，即使没有 GPS 也能提供完整的环境感知和强大的障碍物检测。

夜间视图系统是另一大亮点，因为它允许在交通高峰时段之外安排桥梁检查。机载人工智能助手经过数十年的飞行数据训练，可在光线不足的情况下为飞行员提供额外指导，或可进行编程以在夜间自动执行重复任务。

主要特点

l高清视觉和热成像摄像机，包含在一个传感器包中

l先进的自主性和障碍物检测能力

l即使在 GNSS 受限的环境中也能保持高度态势感知

l桥梁检查数据自动收集

开利H6电动

如果长距离飞行至关重要，那么Harris Aerial 的Carrier H6 Hybrid EFI是一个不错的选择。得益于电子燃油喷射 (EFI) 发电机，它可以在空中停留长达 4 小时，从而提供出色的燃油效率。它还可以动态适应天气条件以获得最 佳性能。此外，由于其灵活的机身设计，您可以将其转换为全电动无人机或氢电版本。该设计还使其可以轻松折叠至其飞行就绪尺寸的 45%，以便运输。

该无人机非常适合桥梁检查任务，因为它具有额外的安全功能：实时发动机温度监控、发动机转速反馈和油门百分比监控。它还具有无线电连接监控和 5 分钟备用电池冗余功能，以防止电源问题。

带有 2 轴有效载荷和万向节控制的模块化有效载荷舱允许安装各种第三方有效载荷（最 大重量可达 5 公斤）。Harris Aerial 销售Phoenix Sensors的 LiDAR 系统和GeoCue的测绘工具。可安装的相机设备的选择也令人印象深刻：RGB、EO/IR、高光谱和多光谱。有效载荷舱可适应将工具投放到地面维护人员、放置营销人员或高空静态传感器的释放场景。无人机的交付精度达到厘米级。总体而言，Carrier H6 Hybrid EFI 为各种桥梁无人机检查场景提供了极大的多功能性

主要特点

l三种动力形式的桥梁检测无人机

l载重 5 公斤时飞行时间最长可达 2.5 小时

l3 种飞行模式：GPS 悬停、高度保持和自主

l兼容多种地面站控制（GSC）

大疆经纬 M30

DJI Matrice 30可以说是便携性最 好的企业级无人机，折叠后尺寸仅为 365×215×195 毫米。但尺寸并不影响其性能特点：飞行时间为 40 分钟，最 大水平速度为 23 米/秒，抗风能力为 12 米/秒。该型号还拥有 IP55 级防风性能，工作温度范围为 -35℃ 至 50℃。内置先进的冗余系统，包括双 IMU、指南针、气压计和 RTK 天线，也让操作员更加安心。

机载视觉设备包括广角、变焦和热成像摄像头，并配有激光测距仪。变焦摄像头配备 48 MP 1/2” CMOS 传感器，具有 16 倍光学变焦，可用于拍摄特写照片。智能低光模式可在光线不足的情况下捕捉清晰的视觉效果，而激光测距仪可检测物体并立即传输坐标。可以使用 Payload SDK 集成其他有效载荷。

飞行控制器上升级的实时任务录制功能提高了操作效率。您可以用减少 90% 的步骤瞄准特定点标记。航点之间可调节的万向节角度和照片设置提高了飞行效率。如果您需要进一步微调飞行控制功能，DJI 提供了一个开源移动 SDK。

主要特点

l便携式、弹性巡检无人机，飞行时间长达 40 分钟

l六对视觉和红外传感器用于障碍物检测

lTEC 空调冷却无人机电池，实现 10-90% 快速充电

l加密三通道 1080p 视频传输，传输距离最远 15 公里

Skyfish M4 无人机

Skyfish 的M4 无人机是一款定制可能性最 大的桥梁无人机。Skyfish 愿意根据客户要求调整其硬件和软件，并提供其技术供内部修改。

您可以使用自定义传感器 API 来集成各种无人机有效载荷，如摄像头系统、激光雷达扫描仪、环境传感器或测量仪表。据 Skywish 称，“任何具有串行端口、USB、I2C、脉冲宽度调制 (PWM) 和 API 的东西”都可以添加到这架无人机上，并通过 Skymind（一种支持机器学习的机载计算机）进行控制。除了实现有效载荷控制外，Skymind 还允许添加额外的飞行功能，如 BVLOS 操作或自主导航。

另一个明显的优势是超快的速度。M4 无人机的飞行速度可达 65 英里/小时/104 公里/小时，非常适合检查开阔水域上的长浮桥或高架桥。加密视频和遥测传输在 5 英里/8 公里范围内保持清晰，可通过基站扩展。与 Carrier H6 一样，M4 兼容各种选项，并配备冗余嵌入式天线，支持 RTK。

主要特点

l4 个 200W 电机和 2 个电池组，使用寿命超过 500 次

l传感器无关的设计，具有很强的定制能力

l用于映射相机视图对象的实时几何投影系统

l兼容 BVLOS 和远程自主场景

龍飞隊指揮官2

Draganflyer 的Commander2是另一款多任务检查无人机，具有易于互换的有效载荷和其他定制装配机会。该公司生产自己的有效载荷，并提供与 MicaSense、FLIR、索尼和康宁的集成。选项包括高清 RGB 和变焦摄像头、热和高光谱传感器以及其他好东西。最 大有效载荷容量为 2.2 磅/1 公斤。所有技术均来自美国，包括飞行控制器、无线电和通信设备。

Commander2 由基于 MAVLink 的飞行规划软件提供支持，支持一系列自动飞行模式，包括研磨和 90 度双研磨、走廊测绘和航点飞行。手动控制还可以很好地控制无人机的机动性和稳定性。用户还可以享受对静态和移动物体的自动有效载荷目标跟踪（使用支持的选项）。

对于桥梁摄影测量建模场景，Commander2 可以配备 PPK/RTK 模块，以提高定位精度。Draganfly 还构建了一个长距离 LiDAR 系统，扫描范围为 2460 英尺/750 米，全局精度为 2 厘米——如果您想在一次任务中覆盖更大的区域或避免靠近桥梁结构，这是一个不错的选择。

主要特点

l获得专利的碳纤维折叠机身，具有顶 级耐用性

l丰富的专有和自定义有效载荷选择

l全、半、手动飞行控制模式

l强大的飞行计划软件，实现精 确的任务控制