【案例】高速公路无人机组网遥感智能巡检解决方案

高速公路无人机组网遥感智能巡检解决方案目录CONTENTS1、研究背景2、关键技术与解决方案3、研究成果及创新性4、研究展望1 研究背景2025年，《交通强国建设纲要》：推广智能化、数字化成套技术装备；要瞄准新一代信息技术、人工智能等世界科技前沿，加强对可能引发交通产业变革的前瞻性、颠覆性技术研究。“要大力发展智慧交通和智慧物流，推动大数据、互联网、人工智能、区块链等新技术与交通行业深度融合，使人享其行，物畅其流”。立项背景：

智慧交通产业变革与人工智能等新技术融合的需求迫切要加快建设交通强国、数字中国；《数字交通“十五五”发展规划》明确提出：交通要全方位向"数"融合。政策加持下，数字交通建设迎来关键发展期。管理养护效率应急应急反应慢定点摄像头盲区多人工巡检安全风险大可视化管理缺乏人工为主辅以车辆等简单工具手段，巡检效率低里程长、密度大结构复杂标准高行业需求：公路行业迫切需要提升公路管养水平为保持高速公路高品质服务水平，亟待提升高速公路养护、管控能力和基础设施运维能力1 研究背景1 研究背景多快好全省养护巡查技术检查事件应急路产维护巡检信息量多应急响应快巡检速度快巡检质量稳定环境适用性好节省人力成本节省维护费用信息全面共享覆盖范围全面痛点难点解决在高速公路开展无人机智能巡检研究和应用，可有效解决行业面临的管养痛点难点问题。无人机的优点：灵活迅速、成本较低、技术日趋成熟、应用越来越广泛巡检频次多1 研究背景行业发展趋势无人机在高速行业的交通执法、养护巡检、应急救援等已有一定探索和应用，可实现数据采集和回传等基础功能，但基本是单机手控模式，自动化水平低；病害及应急事件智能识别精度低、效率低，智能化水平低；缺乏关键技术研究和应用，业务化水平不足。道路交通执法 人工操控无人机日常巡检 应急救援与电力、基础测绘、农林等行业有较大差距，尚未形成流程化、智能化、少人化的无人机巡检体系。技术支撑：国家重点研发计划“高频次迅捷无人航空器区域组网遥感观测技术”提供组网管控技术突破异构无人航空器多平台组网关键技术研发和集成异构平台和多谱段载荷、测控与数传设备、规划调度与安全管控以及快速数据处理系统实现资源优化、规划调度、产品生成和服务协同一体的区域组网构建以国家野外科学观测台站为无人航空器空港的组网观测体系成功开展洪涝灾害监测、生态环境监测、国土安全监测应用示范。洪涝灾害监测生态环境监测国土安全监测1 研究背景技术支撑：中科院重点项目部署“无人机低空公共航路规划与仿真验证系统”提供航路规划技术1 研究背景突破低空公共航路规划、航路网迭代构建、约束要素快速精准提取等8项关键技术研发无人机低空公共航路规划与仿真验证系统系统解决复杂环境下无人机安全、高效飞行等问题支撑相关国际和行业标准的制定工作成功开展城市物流、电力巡检、海上运输应用示范。◼

物理沙盘叠加虚拟航路网◼

系统仿真飞行◼

交叉口会车◼

跨海运输航路目录CONTENTS1、研究背景2、关键技术与解决方案3、研究成果及创新性4、研究展望2 关键技术和解决方案3.桥梁特无人机研发及病害识别巡航视角道路病害识别相机自动标定算法多尺度空洞卷积模型多目标跟踪算法多尺度无人机影像分割模型组网管控与航路布局区域组网管控技术自组织调度技术远程控制技术无人机机巢部署多层次神经网络模型亚像素子区匹配算法SwinTransformer非重叠滑窗4.无人机智能巡检系统基础地理信息数据高精度数字孪生底座病害巡检数据无人机巡检装备无人机自主巡航病害智能识别算法、硬件集成技术方案框架2.1

无人机组网管控与航路布局技术2 关键技术和解决方案2.

实景渲染成果3.

实景渲染成果数字孪生底座构建实景三维模型2 关键技术和解决方案2.1.2

无人机、载荷、机巢选型及优化2 关键技术和解决方案2.1.3

无人机航路布局技术2 关键技术和解决方案航线1航线2航线32.1.4

分布式无人机空港部署2 关键技术和解决方案主中心2.2

无人机巡航视场智能识别2 关键技术和解决方案裂缝识别坑槽识别交安设施识别新一代人工智能2.2.1

路基、道面及交安设施智能识别2 关键技术和解决方案裁剪筛选

病害标注裂缝数据库识别结果训练识别裂缝坑槽标识标线模糊车辙抛洒物隔离栏栅龙门架情报板

……2.2.2

交通事件智能识别2 关键技术和解决方案clsxyw

hbacknoneneckheadclass_loss+

box_loss+obj_lossinputforward backwardclsxyw

hbacknoneneckheadclass_loss

+box_loss+obj_lossinputforward backwardangleangle_loss原始模型改进模型车辆实时识别2.2.3

高边坡监测技术2 关键技术和解决方案罗宁高速边坡损毁实拍边坡点云Tin网格三维建模边坡巡检航线规划风险判识边坡巡检专用航线边坡三维点云及影像数据应对决策2.3

桥梁特无人机研发及病害识别2 关键技术和解决方案数据自主采集特种无人机自主飞行算法病害智能识别算法无人机吊舱病害智能分析2.3.1

桥梁特无人机研发2 关键技术和解决方案无人机大跨桥自主巡检2.3.2

桥梁立面及底面病害信息采集2 关键技术和解决方案巡检航线2.3.3

桥梁病害智能识别2 关键技术和解决方案2.4

无人机巡检系统集成与示范2 关键技术和解决方案基础数据

硬件装备

智能识别

2.4.1

基础数据资源库建设2 关键技术和解决方案基础地理信息数据巡检航路航线数据2.4.2

高速公路无人机智能巡检技术集成与系统研发2 关键技术和解决方案智能巡检系统架构高速公路无人机智能巡检系统2 关键技术和解决方案2.4.3

无人机智能巡检系统应用与示范依托罗宁高速路段，打造无人机智能巡检创新研究室，成立多单位、跨专业的无人机应用创新研究团队，开展关键技术研发和多场景验证，形成试点应用与示范。无人机智能巡检创新研究室罗宁高速无人机应用与示范目录CONTENTS1、研究背景2、关键技术与解决方案3、研究成果及创新性4、研究展望智能分析报告时间智能识别单体精度智能识别总体精度≤15分钟≥90%≥75%桥下精细化巡检距离桥下狭小空间等不利环境作业面积≥8m≥8m×8m5大指标智能识别无人机自主感知自主飞行自主采集自主分析3.1

研究成果3 研究成果及创新性创新性国内外首套针对高速公路场景业务化运行的“无人机组网遥感高速公路智能巡检系统”。国内首套无人机巡航视场的高速公路病害高精度人工智能识别模型。国内首个高速公路病害识别边缘计算套件。国内首套适用于桥梁巡检的受限空间特种无人机巡检系统。3 研究成果及创新性目录CONTENTS1、研究背景2、关键技术与解决方案3、研究成果及创新性4、研究展望4 研究展望4.1

加快多场景应用，提升模型精度低智能化程度高促进模型迭代升级持续构建数据样本库推动多元场景的应用模型优化数据样本场景应用对