22、无人机桥梁检测与主动采样技术研究

无人机桥梁检测与主动采样技术研究

在当今科技领域，无人机技术和主动采样技术在不同领域展现出了巨大的应用潜力。本文将深入探讨无人机基于激光雷达的桥梁检测实验，以及主动采样技术在珊瑚礁监测中的应用。

无人机桥梁检测实验

为了实现对桥梁结构的高效检测，研究人员进行了一系列基于激光雷达的无人机飞行实验。实验地点选在弗吉尼亚理工大学交通研究所（VTTI）的智能公路桥，这是一座高53米、长609米、有5个跨度的变高度混凝土箱梁桥。

桥梁梁旁飞行实验

该实验的目标是让无人机以0.5 m/s的标称速度沿着桥梁飞行，并与梁保持4.5 m的水平间距。激光雷达的扫描（旋转）速率为2 Hz，控制信号（垂直于桥梁方向的速度）也以2 Hz的频率发出。实验结果表明，无人机能够准确地沿着桥梁飞行并保持固定的水平距离，这对于飞行过程中持续收集数据（图像）非常有帮助。

然而，保持相对于桥梁结构的正确高度则更具挑战性。由于桥梁周围地形不平坦，使用向下的激光雷达来维持高度不可行，而且仅依靠气压计也不可靠，因为气压计存在漂移和误差，同时桥梁可能有上下坡度。因此，研究人员使用在垂直平面旋转的2D激光雷达的垂直切面来获取桥梁的横截面，以此维持在梁顶下方2.5 m的高度。

桥梁柱旁飞行实验

此实验的目的是让无人机以0.5 m/s的垂直标称速度在桥梁柱上上下移动，同时在水平方向进行补偿，使无人机居中并与柱子保持4.5 m的间距。实验结果显示，控制算法能够有效地补偿并维持无人机与柱子的中心位置和期望距离。

主动采样技术在珊瑚礁监测中的应用

主动采样技术旨在通过在给定感兴趣区域进行非均匀测量，高效地测量