張祝卿/ZHANG Zhu-qing

(上海市建設(shè)機械檢測中心有限公司，上海 200137)

采用無人機進行建筑施工機械輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用已受到多個相關(guān)方的重視，包括使用單位、檢驗檢測單位及監(jiān)管部門。無人機具有作業(yè)速度快，輕便靈活，成本較低等特點，支持高效、非接觸式、全方位的檢查。

1 無人機的監(jiān)管要求

民用無人機是指沒有機載駕駛員操縱、自備飛行控制系統(tǒng)，并從事非軍事、警察和海關(guān)飛行任務(wù)的航空器。以大疆多旋翼無人機為例，可分為普通航拍型和FPV 型。表1 中描述了多旋翼無人機的特點。

表1 多旋翼無人機的特點

無人機作為一種航空器，需要接受監(jiān)管部門的管理，在將無人機應(yīng)用到專業(yè)技術(shù)工作中時，一定要做到依法合規(guī)、安全專業(yè)，避免危害到人身安全、財產(chǎn)安全和相關(guān)方的合法權(quán)益。

操縱無人機飛行進行建筑施工機械輔助檢驗檢測檢查是一項專業(yè)的技術(shù)工作，需要具備一定的理論知識和駕駛技能。對于無人機駕駛員的要求應(yīng)根據(jù)《民用無人機駕駛員管理規(guī)定》執(zhí)行。

無人機的飛行空域、飛行計劃、飛行活動需要接受民航局的管理，無人機的飛行數(shù)據(jù)要根據(jù)《輕小型民用無人機 飛行動態(tài)數(shù)據(jù)管理規(guī)定》向民航局實時報送。

無人機必須根據(jù)《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定》的要求進行實名登記，否則不得飛行。

無人機的飛行還應(yīng)遵守地方性的無人機管理要求，以上海市為例，應(yīng)根據(jù)《關(guān)于加強民用無人機等“低慢小”航空器安全管理的通告》《上海行政區(qū)域內(nèi)施放無人機操作步驟指引》進行報備后方可飛行。

2 無人機輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用

當(dāng)前無人機在輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用，主要還是利用其高清攝像頭功能，來代替人眼進行間接目視檢查。

2.1 塔機輔助檢驗檢測檢查

塔機中大約有50%的項目目視可檢，對于需要出具檢驗檢測報告或進行全面檢查的任務(wù)無人機無法勝任，但對于目視可檢項目的專項檢查或日常巡查任務(wù)無人機可以勝任。根據(jù)塔機無人機輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用，參考JGJ 305-2013《建筑施工升降設(shè)備設(shè)施檢驗標(biāo)準(zhǔn)》附錄E、附錄B，利用無人機目視可檢項目如表2 所示，應(yīng)用場景如圖1 所示。

圖1 塔機無人機輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用

表2 塔機無人機目視可檢項目

2.2 吊籃輔助檢驗檢測檢查

吊籃的檢驗檢測檢查主要分為地面的籃體與屋面的支架兩部分。地面的籃體由于人可以直接進行檢查，所以不需要再利用無人機進行檢查。位于屋面的懸掛機構(gòu)可以利用無人機快速的進行檢查。兩者結(jié)合，各類測量可在地面完成時，可以覆蓋吊籃全部項目；測量項無法在地面完成時，也可以覆蓋吊籃全部項目的87%。使用無人機對吊籃進行輔助檢驗檢測檢查具有較好的應(yīng)用前景。根據(jù)無人機吊籃輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用，利用無人機目視可檢項目如表3 所示，應(yīng)用場景如圖2 所示。

表3 吊籃無人機目視可檢項目

圖2 吊籃輔無人機助檢驗檢測檢查的應(yīng)用

2.3 其他建筑施工機械輔助檢驗檢測檢查

建筑施工機械涉及登高才能檢測的項目，可以使用無人機進行輔助檢驗檢測檢查。如沒有司機室的門式起重機主梁部位、履帶起重機起重臂頂部、樁機樁架頂部等位置的目視檢驗檢測檢查，皆可以利用無人機進行輔助作業(yè)。根據(jù)無人機輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用，利用無人機目視可檢的應(yīng)用場景如圖3、圖4 所示。

圖3 履帶起重機無人機輔助檢驗檢測檢查的應(yīng)用

圖4 樁機無人機輔助 檢驗檢測檢查的應(yīng)用

3 優(yōu)點及缺點分析

3.1 優(yōu)點

多旋翼無人機在建筑施工機械領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常好的前景，優(yōu)勢如下。

1）無人機有能力飛臨人力難及的區(qū)域，在任意高度定點懸停觀測，實現(xiàn)宏觀目視檢查。

2）代替人工高空作業(yè)，危險性低。

3）節(jié)約登高設(shè)備的使用成本，效率高。

4）航拍型無人機可以批量采集照片，F(xiàn)PV型無人機可以做到近似和人眼直接檢查無異。

3.2 缺點

但目前無人機在建筑施工機輔助械檢驗檢測檢查中同樣存在以下風(fēng)險與劣勢，對無人機的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。

1）續(xù)航時間較短，負(fù)載較低，影響工作效率。

2）非法律法規(guī)、檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的檢查方法，認(rèn)可接受度較低。

3）不適宜進行測量與試驗（即使可以測量，精度難以達(dá)到檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求）。

4）無人機目視檢查的拍攝距離較近，對駕駛員的能力要求較高。

5）建筑施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，具有較高的安全風(fēng)險。

4 無人機輔助檢驗檢測檢查的展望

4.1 加強圖像識別處理的能力

目前無人機的應(yīng)用主要處于硬件的開發(fā)層面，需要在無人機目視檢查的基礎(chǔ)上加強后續(xù)的圖像、數(shù)據(jù)處理方面的研究。首先是通過人工智能，對無人機采集的素材進行圖像識別；進一步，通過人工智能及相關(guān)硬件，使無人機具備機器視覺，在采集圖像前即進行識別，主動發(fā)現(xiàn)問題，識別問題后進行對應(yīng)的采集。

4.2 普及高精度尺寸測量的能力

通過激光雷達(dá)+RTK+GPS+IMU（慣性測量單元）等的綜合應(yīng)用，可以使無人機的尺寸測量能力達(dá)到厘米級，但當(dāng)前存在使用成本高、重量大、不便攜、點云的利用率較低、多種傳感器集成度低、精度達(dá)不到毫米級（檢驗檢測的精度要求部分要達(dá)到0.02mm 級）等問題。隨著相關(guān)測量技術(shù)的發(fā)展，相信測量精度會提高至符合要求，設(shè)備成本會降低，應(yīng)用場景會增多。

5 結(jié)語

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)的進步，通過各類技術(shù)的融合發(fā)展，無人機一定能在施工機械輔助檢驗檢測檢查工作中得到更好的應(yīng)用。