基于无人机的大坝表面缺陷智能检测技术

1.背景

我国已有水库大坝近10万座，是世界上拥有水库大坝最多的国家，也是世界上拥有200米级以上高坝最多的国家。目前世界建成的200米级以上高坝77座，我国有22座，占26%，在建的200米级以上高坝19座，我国就有12座，占63%。

混凝土坝建成后，在长期运行过程中，由于坝体混凝土老化、钢筋锈蚀、或因地震、人为活动、生物破坏等因素，大坝表面会产生缺陷或病害，如不及时加以干预和处理将影响大坝的安全运行，危及人民生命财产安全。因此需要定期对大坝表面缺陷进行检测，为其安全性评估和后续加固补强提供依据。

由于大坝高度高、面积大的结构特点，传统人工检测方法在进行大坝检测时存在风险高、效率低、费用高等缺点。随着无人机、机器视觉、人工智能等技术的发展，采用无人机进行大坝表面缺陷检测成为可能，能够极大的提升检测效率和精度，降低作业风险。

2.技术简介

武汉珈鹰智能科技有限公司花费三年时间开发了一套基于无人机的大坝表面缺陷智能检测技术。实现了大坝表面缺陷的数据采集自动化、数据处理智能化和数据结果可视化。

该技术包含数据采集、数据处理及数据可视化三部分，数据采集以无人机搭载高清相机，结合自主开发的局部定位导航技术，实现无人机在无GPS信号区域的定位导航，无人机依照规划航线飞行，高效进行数据采集；数据处理采用自主研发的图像处理算法，实现裂缝等缺陷的自动识别、自动测量以及定位，裂缝识别精度最高可达0.1mm；数据可视化依托自主研发的三维可视化软件，将数据处理得到的结果投射到三维实景模型上，缺陷分布趋势一目了然，支持多起数据的自动比对，可分析缺陷演化规律，检测报告自动输出，为大坝安全状态提供数据支持。

数据采集端，自主开发局部定位导航技术，解决无GPS/北斗信号区域无人机定位导航问题，实现全域无人机的规划航线飞行；无人机搭载4000万像素高清相机，实现坝面全覆盖、高精度、高效率的图像采集，重点部位裂缝采集精度最高可达0.1mm。

数据处理端，自主开发基于机器视觉的自动测量软件，自动测量裂缝等缺陷的具体尺寸，自动处理海量数据，并将识别到缺陷位置精准定位，方便后期查找。

数据显示端，利用无人机采集的图像建立大坝三维实景模型，并单体化分割，构件的准确定位及查找；大坝三维实景模型及缺陷数字化信息汇入自主开发GIS+BIM云平台，缺陷分布趋势一目了然，支持多起数据的自动比对，可分析缺陷演化规律，检测报告自动输出，为大坝安全状态提供数据支持。