《长大桥梁无人机巡检作业技术规程》征求意见稿

ICS01.040.93

CCSP66

长江三角洲区域地方标准

DB34/T31XXXX—2023

DB31/T31XXXX—2023

DB32/T31XXXX—2023

DB33/T31XXXX—2023

长大桥梁无人机巡检

作业技术规程

TechnicalspecificationforUAVpatrol

inspectionoflongandlargebridges

（征求意见稿）

（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支

持性文件一同附上）

--发布--实施

安徽省市场监督管理局

上海市市场监督管理局

发布

江苏省市场监督管理局

浙江省市场监督管理局

I

长大桥梁无人机巡检作业技术规程

1范围

本文件规定了长大桥梁无人机巡检作业技术的基本规定、飞行准备、无人机飞行、数据

采集、数据处理、设备维护保养、异常情况处置、作业安全等内容。

本文件适用于长大桥梁使用无人机巡检作业，其它桥梁可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适

用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

CJJ99城市桥梁养护技术规范

JTG5120公路桥涵养护规范

JTGH10公路养护技术规范

JTG/T5214在用公路桥梁现场检测技术规程

JTG/TH21公路桥梁技术状况评定标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

长大桥梁Longbridge

总长1000米或单跨150米以上的桥梁。

3.2

自动巡检Automaticpatrol

由飞行控制系统控制并开展桥梁自主巡检作业。

3.3

手动巡检Manualpatrol

由操作人员人工控制无人机开展桥梁巡检作业。

3.4

粗飞方法Coarseflyingmethod

使用大视场远距离开展桥梁巡检作业的方法。

3.5

精飞方法Precisionflyingmethod

1

使用小视场近距离开展桥梁巡检作业的方法。

3.6

条带band

无人机巡检路线最小划分单元。

4基本规定

4.1作业人员

4.1.1数据采集作业应配备操作人员、飞行辅助人员。

4.1.2操作人员应具备无人机系统的运行维护、突发情况处置及桥梁检测业务能力，并通过

相应机型的操作培训，取得相应的资格证书。

4.1.3操作人员应具备空域申请能力。

4.2作业环境

4.2.1作业点应在视距内且无遮挡。

4.2.2被巡线路沿线应无爆破、射击、打靶、飞行物、烟雾、火焰、无线电干扰等影响飞行

安全的因素，并制定停飞、避让等应对措施。

4.2.3起飞、降落点应选取地势平坦的地面，地面无灌木、乔木等影响降落的植被覆盖，选

取面积应≥2m*2m。

4.2.4作业相对湿度应≤95%。

4.2.5现场瞬时风速应≤7m/s。

4.2.6作业环境云下能见度应≥3km。

4.2.7作业环境温度应≥-20℃，且≤50℃。

4.3无人机

4.3.1无人机续航时间应≥30分钟，标配载荷应≥2.5kg。

4.3.2无人机应具备上、下、左、右、前、后六向全方位避障功能，避障距离≥2m。

4.3.5可搭载定焦相机或变焦相机。

4.3.6应支持云台上置和云台下置。

4.4地面站

4.4.1图像传输距离应≥1km。

4.4.2应支持通过地面站控制相机执行拍照、录像指令、变焦相机变焦倍数。

4.5云台相机

4.5.1控制云台应具备三轴自动稳定功能，控制精度±0.05°；

2

4.5.2拍摄照片分辨率应≥2000万像素（定焦）或200万像素（≥10倍变焦），拍摄视频

分辨率应≥1080P；

4.5.3相机应具备手动触发和自动触发功能，触发功能包括定点、等时间间隔、等距离间隔

曝光等；

4.5.4相机存储空间≥32G。

4.6工作流程

4.6.1应包括飞行准备、无人机飞行、数据采集、数据处理、设备维护保养、异常情况处置。

图1无人机巡检作业工作流程

4.6.2无人机巡检作业前应进行飞行准备，然后控制无人机飞行进行数据采集，无人机飞行

过程中如出现异常情况，应对异常情况进行处置，再对采集的桥梁数据进行处理，最后应及

时对设备进行维护保养，工作流程见图1。

5飞行准备

5.1应包括巡检方案制定、作业前准备工作、作业前无人机试飞等。

5.1.1根据巡检需求制定巡检方案，应包括设备选型、航迹规划、巡检方式、方法选择等。

5.1.2作业前应做好以下准备工作：

a)指南针检查与校准；

b)桨叶旋紧；

c)电池安装正常；

d)云台保护扣卸下；

e)相机SD卡插入；

f)各操纵杆恢复默认状态；

g)各结构连接点无松动。

5.1.3作业前无人机试飞应满足以下要求：

a)手动操作无人机，飞行高度≥2m；

b)无人机、遥控器电量≥80%；

3

c)摇杆功能正常；

d)图传、拍照功能正常；

e)试飞时间≥2min。

6无人机飞行

6.1应包括无人机、地面站等。

6.1.1无人机飞行数据宜满足以下要求：

a)无人机与桥梁待检测部位的距离宜≥3m;

b)无人机靠近桥梁待检测部位时，提升及平移速度宜≤0.5m/s;

c)无人机飞行高度宜≤120m。

7数据采集

7.1数据采集应包括图像采集与传输设备。

7.2GPS定位卫星数量少于8颗，存在遮挡，导航信号差时，可增设移动信号基站，进行

无人机辅助定位。

7.3数据采集方式分为自动巡检和手动巡检。

7.3.1GPS卫星数量大于8颗，无遮挡，导航信号正常情况下，宜利用无人机的位置信息

进行自动巡检；GPS定位卫星数量少于8颗，存在遮挡，导航信号差时，宜采用手动巡检。

7.3.2采用自动巡检方式时宜在地面站控制系统中规划巡检任务及路线，保证无人机起飞后

按照巡检任务规划及路线自动巡检。

7.4应根据不同巡检需求，分别采用粗飞和精飞两种方法采集桥梁病害数据。

7.4.1粗飞方法适用于桥梁巡检部位表面三维模型建立、明显病害以及病害集中区域发现。

其单个条带内部图片重叠率宜不低于50%，条带间重叠率宜不低于50%。

7.4.2精飞方法适用于病害精细化检测。其图像像素点分辨率宜不低于0.1mm/pixel。

7.4.3定期检查、特殊检查宜采用精飞方法采集桥梁病害数据，日常检查、经常检查宜采用

粗飞方法采集桥梁病害数据。

7.5无人机巡检内容包括桥梁上部结构巡检、桥面系巡检、桥梁下部结构巡检和附属设施巡

检。

7.5.1桥梁结构巡检内容及要求参见附录A，应符合CJJ99、JTG5120、JTGH10、JTG/T

5214、JTG/TH21相关规定。

7.5.2桥梁上部结构巡检、桥面系巡检宜搭载下置摄像头，桥梁下部结构巡检宜搭载上置摄

像头，保证数据采集无遮挡。

4

7.6原始数据及处理数据应分别保存在数据库中。图像存储文件应按照桥梁+部位+（处理

数据名称）+时间作为命名，巡检数据存储年限不低于2年。

8数据处理

8.1数据处理是对采集的桥梁数据进行分析识别桥梁结构表面病害。

8.2数据处理应包括病害类型智能识别、病害参数智能识别功能，宜采用图像三维重建模型

与BIM模型融合的处理方法实现病害三维可视化直观展示。

8.3数据类型

8.3.1图片数据格式宜为jpg，包含大小、时间等信息。

8.3.2视频数据格式宜为MP4，应先进行取样处理，得到病害图片，病害图片应满足7.4.1、

7.4.2要求。

8.4数据处理方法

8.4.1数据处理方法包含病害智能识别和人工干预修正。

8.4.2病害智能识别内容包括病害类型和病害参数（位置、数量、尺寸等）。

8.4.3遇病害智能识别结果漏检、误检，应对病害检测结果进行人工干预修正。

8.5病害智能识别

8.5.1病害类型智能识别应包括卷积神经网络模型选择、桥梁病害数据集收集、数据集制作、

模型训练、模型测试和模型应用。

图2病害类型智能识别流程

8.5.2首先选择卷积神经网络模型，然后采集桥梁病害数据，制作数据集，进行模型训练、

测试，得到病害类型智能识别模型，输入无人机采集待识别病害图像，输出病害检测结果图

像及病害检测位置信息等，流程见图2。

8.5.3桥梁病害数据集应基于无人机巡检采集的真实数据。

8.5.4数据集中每种类型病害照片数量宜不少于300张，正样本数量不少于负样本数量，宜

5

根据样本特点及数据集大小合理选择。

8.5.5宜通过收集漏检、误检样本制作新数据集的方式，对模型进行迭代优化，提高病害检

测准确率。

8.5.6宜根据所有平面图片与图像三维重建模型间的投影与反投影关系，进行病害的自动定

位与像素标定值计算。

8.5.7病害参数智能识别宜包括病害检测结果图像输入、病害检测结果灰度化、病害检测结

果二值化、病害定量参数计算。

图3病害参数智能识别流程

8.5.8将病害检测结果图像作为输入，然后进行灰度转换变为灰度图，将病害检测结果灰度

图转换为多幅只包含一种病害的二值化图像，对每幅二值化图像进行病害定量参数计算得到

病害参数识别结果，流程见图3。

8.5.9病害定量参数可按照下列方法进行计算：

a)病害数量根据病害连通区域个数进行计算；

b)病害面积按式（1）计算

（1）

式中：�=�0×�

S—病害面积，；

2

—病害像素个�数�；

a�—0单个像素实际面积,；

2

c)裂缝实际长度按式（�2�）计算

（2）

式中：�=�0×�

L—裂缝实际长度，；

—裂缝骨架线像素�个�数，；

�0—像素标定值，mm；

d�)裂缝平均宽度按式（3）计算

6

（3）

式中：�=�÷�

W—裂缝平均宽度，mm；

S—病害面积，；

2

L—裂缝实际长�度�，；

e)任一点裂缝宽度等�于�该点裂缝骨架线的垂线到裂缝两侧边缘的距离;

f)裂缝最大宽度等于任一点裂缝宽度的最大值；

g)单个像素实际面积按式（4）计算

（4）

2

式中：�=�

a—单个像素实际面积，;

2

—像素标定值，mm。��

8.5.1�0智能识别病害类型准确率应≥80%、病害几何尺寸检测精度应符合JTGT5214规范

要求。

8.6图像三维模型重建

8.6.1图像三维模型重建精度应≤5cm。

8.6.2一次性处理图片数量应≥2000张。

8.6.3图像三维重建模型与BIM模型融合，大小、位置应一致。

8.6.4宜采用倾斜摄影建模方法进行图像三维模型重建，流程参见附录B。

8.6.5图像三维重建模型数据格式宜为OSGB，OBJ，FBX、3DS等。

8.6.6建模速度应满足500张图片建模时间≤5h。

8.7数据处理成果参见附录C。

9设备维护保养

9.1无人机设备维护保养

9.1.1应及时清理巡检设备上的油污、碎屑，保持各部位清洁。

9.1.2按照设备维护保养通用要求，分为日常检查保养和定期检查保养。

9.1.3日常检查保养应包括但不限于以下内容:

a)保持任务载荷设备清洁；

b)保持数据存储空间充足。

9.1.4定期检查保养应包括但不限于以下内容：

7

a)机身外观完整无损；

b)机身框架完好无裂纹；

c)橡胶件状态良好；

d)紧固件、连接件稳定可靠。

9.2无人机电池维护保养

9.2.1飞行结束后应及时拔出无人机电池，置于阴凉通风处，待冷却后装入密闭保温的箱体

中。

9.2.2对长期不使用的电池，宜将电池电量放电至40%-65%后存放。

9.2.3对长期不使用的电池宜每隔2-3个月充放电一次。

9.3云台相机维护保养

9.3.1云台连接部分应无松动、变形、破损，转动部分无卡顿。

9.3.2相机外观应无破损、变形等。

9.3.3镜头应无刮花、破损等。

9.3.4相机应拍照正常，照片清晰度正常。

9.3.5相机应拍视频正常，视频清晰度正常。

9.3.6相机应供电充足，与机体通信可靠。

10异常情况处置

10.1设备故障处置

10.1.1遇设备电量不足、设备无信号等情况，应立即点击一键返航，与无人机设备进行连

接。

10.1.2遇无人机通信链路长时间中断，且预定时间内未返航，应根据无人机失去联系前的

地理坐标和机载追踪器发送的报文信息进行搜寻。

10.1.3遇设备出现报警故障无法恢复，应立即停止检查作业，操作无人机返航。

10.1.4遇设备GPS信号丢失，应采用姿态模式，控制无人机降落到安全区域。

10.1.5遇无人机失去机械动力，应控制无人机降落到安全区域。

10.1.6遇无人机坠落，应立即上报并妥善处置，避免发生次生灾害。

10.2突发事件处置

10.2.1遇天气突变，不能具备飞行条件，应立即停止作业，操作无人机返航或就近降落。

10.2.2遇操作人员身体不适，应由替补人员进行操作，如无替补人员应立即停止作业。

10.2.3遇航空主管部门发布空域管制要求，应立即停止作业，待管制结束，重新申请。

8

11作业安全

11.1人员安全

11.1.1起飞和降落时，现场所有人员应与无人机始终保持足够的安全距离，安全距离≥5m，

作业人员不得位于起飞和降落航线下。

11.1.2现场人员应正确佩戴安全帽和穿戴个人防护用品，正确使用劳动防护用品。

11.1.3现场作业人员应穿戴长袖棉质服装。

11.1.4作业前8h及作业过程中不应饮用酒精类饮品。

11.1.5作业时，作业人员禁止使用手机。除必要的对外联系外，工作人员不得使用手机。

11.2设备安全

11.2.1巡检作业时，若需要跨越杆（塔）检查，必须将无人机升高。从杆（塔）上侧通过

后下降进行作业。

11.2.2严禁无人机在变电站（所）、电厂上空穿越。

11.2.3当无人机悬停巡视时，应顶风悬停；若对无人机姿态进行调整时，监护人员要提醒

无人机驾驶员注意线路周围的障碍物。

11.2.4操作人员、飞行辅助人员应同时监控飞机姿态，判断离带电设备距离及附近的干扰

源。

9

附录A

（资料性）

桥梁结构巡检内容及要求

桥梁上部结构巡检内容及要求见表A.1。

表A.1桥梁上部结构巡检内容及要求

巡检构件方式方法内容病害检测信息

精飞涂装裂缝、掉块、数量、类型、位置、走势、尺寸

塔柱

自动/手动掉漆、锈蚀

粗飞类型、位置

自动/手动精飞护套破损、脱落数量、类型、位置、尺寸

斜拉索、

吊索粗飞类型、位置

自动/手动精飞锈蚀数量、类型、位置、尺寸

主缆

粗飞病害类型、位置

自动/手动精飞开裂、锈蚀数量、类型、位置、尺寸等

支座

粗飞类型、位置

桥面系巡检内容及要求见表A.2。

表A.2桥面系巡检内容及要求

巡检构件方式方法内容病害检测信息

精飞破损、裂缝、错台、数量、类型、走势、位置、尺寸

桥面铺装自动/手动坑洞、剥落

粗飞类型、位置

精飞凹凸不平、裂缝、数量、类型、走势、位置、尺寸

自动/手动粗飞剥落、破损

伸缩缝类型、位置

10

桥梁下部结构巡检内容及要求见表A.3。

表A.3桥梁下部结构巡检内容及要求

巡检构件方式方法内容病害检测信息

精飞裂缝、蜂窝、麻面、剥数量、类型、走势、位置、尺寸

手动落、露筋、空洞、孔洞、

主梁粗飞类型、位置

钢筋锈蚀

精飞裂缝、蜂窝、麻面、剥数量、类型、走势、位置、尺寸

桥墩手动粗飞落、露筋、空洞、孔洞、类型、位置

钢筋锈蚀

精飞裂缝、蜂窝、麻面、剥数量、类型、走势、位置、尺寸

桥台手动粗飞落、露筋、空洞、孔洞、类型、位置

钢筋锈蚀

手动精飞裂缝、剥落、露筋、锈数量、类型、走势、位置、尺寸

锚室

粗飞蚀、空洞类型、位置

附属设施巡检内容及要求见表A.4。

表A.4附属设施巡检内容及要求

巡检构