科技專案成果

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。
 

• 成果案例出處：2022科技專案執行年報