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科技專案成果

空中移動鷹眼 揪出角落裡的橋梁裂縫
發佈日期:2023-11-15
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2022
簡介:
因應政府近年推動數位政策DIGI+方案,在經濟部技術司科技專案支持下,工研院2018年投入智慧巡檢無人機技術開發,現已完成我國第一套無人機橋梁巡檢系統,發現橋梁結構損壞能立即通報改善,確保通行安全。

特色:

工研院 ▶ 研發AI橋底無人機自動巡檢系統

* 技術特色 
支援弱GPS環境定位能力,可於橋底穩定執行巡檢勤務,以AI影像辨識取代人工目視,並可比較劣化前後期變化,建立完善橋梁巡檢機制。

* 產業擴散  
協助黎明工程及高鐵升級人工智慧巡檢,作業成本僅需傳統橋檢方式60%;技轉台達電開發新興業務,提升國產無人機巡檢系統研發能力。

全臺有近2萬8千座高速公路、省道及地方縣市橋梁,因位處地震帶,以及颱風帶來豪 雨、山勢陡峭雨水強力沖刷等因素,橋梁需要定期巡檢養護,然而許多橋梁位於地勢險峻高架或跨河路段,養護人員必須搭乘檢測車或高空作業車趨近,如同蜘蛛人般移動攀爬,才能近距離檢視有無劣化,危險又費時,肉眼判斷也易有誤判風險。

因應政府近年推動數位政策DIGI+方案,在經濟部技術司科技專案支持下,工研院2018年投入智慧巡檢無人機技術開發,現已完成我國第一套無人機橋梁巡檢系統,發現橋梁結構損壞能立即通報改善,確保通行安全。

支援弱GPS定位導航 無人機飛行不迷路

不同於一般無人機手動遙控,工研院研發的智慧巡檢無人機系統具有自動化定位控制與避障功能,透過一鍵指令,即可依設定路線飛行,執行橋側、墩柱、橋底甚至跨河段自動化檢測,搭載高解析度攝影機,如同鷹眼「揪」出躲在橋梁裡的裂縫瑕疵,檢測過程中影像即時回傳,任務完成後自動飛回,全程無須仰賴人工操作。

但無人機依靠GPS訊號進行定位,一旦飛行期間接收不到訊號,就會上演迷航記,工研院資通所經理梁菁珊指出,特別是橋底下GPS訊號不足,「橋面越寬,訊號越減弱甚至消失,導致無人機爆衝或不穩。」為克服障礙,研發團隊嘗試各種方法,最終以混合無人機多項感測器之飛行技術(Hybrid Navigation),支援弱GPS定位導航能力,可於約20公尺寬、四線道的橋底下順利飛進飛出,穩定執行巡檢勤務。

橋梁檢測所蒐集的大量影像,若由人員肉眼逐一檢視極為繁瑣費時,本系統運用AI影像分析比對量測及影像自動歸類技術,可從影像快篩橋梁劣化區域,自動辨識油漆剝落、混凝土裂縫、鋼橋鏽蝕、螺栓脫落各種狀態,前後比較判讀是否持續惡化,減輕如大海撈針般查找的辛勞,亦方便數位化管理,檢測作業得以事半功倍。
 

工研院研發以Hybrid Navigation混合多項感測器,輔助無人機定位飛行,在橋底無GPS環境下仍可完成檢測。

▲ 工研院研發以Hybrid Navigation混合多項感測器,輔助無人機定位飛行,在橋底無GPS環境下仍可完成檢測。
 

工研院以國產無人機結合橋梁自動化檢測及劣化影像AI分析,打造智慧巡檢無人機解決方案。

▲ 工研院以國產無人機結合橋梁自動化檢測及劣化影像AI分析,打造智慧巡檢無人機解決方案。
 

導入鐵公路橋梁日常巡檢維護

2022年本系統導入由公路總局管轄、黎明工程執行養護之多座跨河及感潮河段的公路橋梁,順利以無人機取代傳統橋檢之輔具檢測。另於高鐵沿線進行多次跨河段鐵路橋梁飛行,通過上部結構、剪力支承座、墩柱沖刷、河道改變、橋底之5大指定任務下橋梁構件的巡檢驗證。此外,技術移轉全球最大電源供應商台達電,協助其擴展無人機相關新興業務,有助於未來國產巡檢無人機產業鏈之建立。
 


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更新日期:2019-12-18

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