DB62-T 5263-2026 公路桥梁病害无人机检测技术指南

2026-12-24实施2026-12-24实施甘肃省市场监督管理局发布I 1 13术语和定义 14符号和缩略语 25总体原则 36设备与平台 46.1一般原则 46.2任务载荷 46.3无人机检测系统 56.4车载平台 6 67.1检测场景与方式 67.2定位方法 67.3无人机控制 7 88.1一般原则 88.2现场勘察 8.3无人机参数选取 8.4任务载荷参数选取 8.6检测顺序 8.7飞行路径 8.8应急预案 9数据采集 9.1一般原则 9.2不同设备数据采集 9.3关键部位数据采集 10.1一般原则 10.2三维模型建立 1310.3病害检出 10.4病害参数量化 10.5病害定位 10.6病害长期检测 10.7数据处理质量验证与控制 11检测结果记录与表达 11.1一般原则 1511.2数据格式与组织方式 11.3数据存储与安全 11.4成果输出与报告编制参考 附录A(资料性)无人机桥梁检测内容 附录C(资料性)公路桥梁病害无人机检测方案设计(模板) 21 23参考文献 26本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件本文件起草单位：甘肃省公路事业发展中心、甘肃省临夏公路事业发展中心、重庆市交通工程质量检测有限公司、清华大学、贵州弘辰智创科技有限责任公司、贵州黔通工程技术有限公司、甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司。本文件主要起草人：丁攀、敏海涛、汪生忠、王树俊、任富强、关秀侠、邓国兵、王成斌、周杰、鄂元。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T12979近景摄影测量规范无人驾驶航空器(无人机)unmannedaerialvehicle(UAV)[来源：GB/T38930—2020,有修改]载荷、检测方式与控制模块、地面(或车载)操作平台以及数据处理与通讯系统。挂载于无人机飞行平台外部，用以执行病害图像采集、三维空间建模、红外热成像等特定检测任务的传感器、仪器及辅助装置的统称。工2一种用于移动设备在未知环境中同时估计自身位置和构建环境地图的技术，通过传感器数据和算法实现实时定位与地图更新。点云pointcloud三维空间离散点的数据集合。测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，通常包含陀螺仪和加速度计，是无人机实现自主飞行控制的核心传感器。利用惯性测量单元(IMU)测量飞行器的加速度和角速度，通过积分运算获取飞行器位置、速度和姿态等导航参数的自主式导航方法。[来源：GB/T16698—2008,有修改]航高flyingheight常建议航向重叠度大于等于60%。相邻两条航线之间，对应摄影影像在垂直于航线方向上的重叠部分面积占单张影像总面积的百分比。通常建议旁向重叠度大于等于30%。3BIM——建筑信息模型(BuildingInformationModeling)CORS——连续运行参考站系统(ContinuouslyOperatingReferenceStations)GNSS——全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)IoU——交并比(IntersectionoverUnion)5.1公路桥梁病害无人机检测遵循作业过程安全、检测结果准确可靠，采用技术方案先进性、经济效益合理的原则。5.2无人机检测工作结合桥梁结构特点、病害类型、检测目的及环境条件，合理选择技术路线和设备。——承担日常检查和经常检查的单位可为桥梁管养单位或受其委托的具备相应——检测与操作人员均经过专业培训，并依法取得相应类别的民用无人驾驶航空器操控员执照。5.4无人机检测系统遵守国家有关航空及数据安全规定，并定期进行维护和校准。——其他常规检测方式难以实施时。5.6无人机检测系统配备满足精度目标的检测载荷，对桥梁结构表观病害进行实时或后处理识别与定位，确保获取病害信息的真实性、全面性和准确性。5.7检测成果用于准确反映桥梁的服役状态(包括裂缝、剥落、露筋、锈蚀等表观病害特征),并作5.8不同桥梁检测场景的检查内容及病害采集数据形式，参照JTG5120、T/CECS1114及本文件附录A(资料性)执行。5.9桥梁无人机检测工作场景策划，综合考虑检测目的与养护需——日常检查：适用于高频次的桥梁外观及附属设施整体状况的快——经常检查：适用于对桥梁主体结构及其附属设施进行一般性表观状况的周期性排查；——定期检查：适用于对桥梁关键构件进行全面、精细的表观病害多角度采集4检测委托→检测方案设计→设备选型→数据采集→数据处理→成果记录与评价→报告编制。当阶件附录B(资料性)要求。5.12高原(海拔≥3000m)、严寒(环境温度≤-20℃)、高湿(相对湿度≥85%)等极端环境下检测电压检测、飞控及电机状态检查在内的环境适应性试飞，续航时间宜额外预留30%冗余。6.1.1桥梁无人机检测系统设备集成通常具备完整的检测功能，其设备构成包含无人机飞行平台、任务载荷、地面(车载)控制站、数据处理软件终端及操作平台。6.1.3各类设备保持高度的可靠性和稳定性。6.1.4无人机检测系统数据处理功能包括图像处理、点云处理、三维建图等手段，并参考以下作 能对关键构件(梁体、墩柱、支座、索塔、缆索、吊杆等)进行全面数据采集； 具备数据处理结果精度判断能力，不满足要求时返回检测方案设计环节重新优化。6.2.1任务载荷按功能通常包括病害采集载荷、三维建模载 ≥4608×3456像素≥3.84厘米35mm～135mm(可调)5帧率防护等级IP54或更高注：防护等级(IP代码)的定义与分级参照GB/T4206.2.4镜头选择宜遵循下列原则： —镜头焦距由测量距离、感光元件对角线长度与测量范围对角线 设备选型根据现场环境与检测精度要求，合理配置激光雷达、6.2.6选用激光雷达作为建模载荷时，其参数宜参考表2。表2激光雷达推荐参数扫描范围≥100000点/s水平视场角垂直视场角防护等级IP54或更高数据接口6.2.7选用可见光相机作为建模载荷时，可共用病害采集设备；6.3.1桥梁病害检测飞行平台通常选用多旋翼无人机。6——具备悬停功能，且悬停稳度建议参考本文件附录B的相关指导； 抗风能力宜参考表3; 续航时间(含负载)宜不小于30min。级别飞行阶段抗风能力级3级5级IV级15kg<空机重量≤30kg5级注：抗风能力测试参照GB/T38930的有关规定。6.3.3无人机检测系统需能在其标称的温度、湿度及风速等环境条件下稳定运行。6.4.1可配备车载平台作为辅助，用于提供数据处理、设备操作及安全保障。6.4.2车载平台通常配备无人机起降平台、无线数据链路终端、边缘计算终端、RTK定位模块7.1.1桥梁无人机检测基于5.9划分的检测场景，结合现场实际环境与检测目的，合理确定检测7.1.2针对不同工作场景，检测程序与检测方式可参考下列指导： 日常检查与经常检查：采用基于GNSS或RTK定位的半自动控制或自适应控制(自动化巡检) 采用半自动控制进行网格化精细扫描；对梁底、索塔锚固区等结构复杂或卫星信号受遮挡区域，采用手动控制结合SLAM或惯性导航进行扫建模(可选)→规划细化航线→局部病害精细化抵近采集→数据后处理与量化分析；——特殊检查：环境复杂或针对特定突发事件(如地震、撞击、极端天气后)时，以手动控制为主。环境评估→定制化飞行探测→重点病害部位多角度、多源数据(如可见光、红外、激光雷达)77.2.2无人机检测定位方法包括GNSS定位、惯性导航定位、SLAM定位及融合算法定位等。7.2.7强电磁干扰区域(如高压线附近、钢桁架桥内部)会导致无人机磁罗盘失效，需采用基于高精度IMU的惯性导航、SLAM或融合算法定位。当无人机由开阔空域进入遮挡空7.3.1飞行控制方式包括手动控制、半自动控制、自适应控制，宜根据7.1的场景划分合理选7.3.2以下情况宜采用手动控制：——局部特殊检查或病害复核；——任务规模小、精细度要求高的检测；——检测环境复杂、障碍物密集的区域。7.3.3手动控制时，其现场具体飞行操作规程及悬停稳度控制指标见附录B,同时遵循下列原 7.3.5非开放式空域(如梁底)宜采用SLAM、融合算法导航进行半自动控制，作业前确保相关7.3.6半自动控制时参考5.10的指导，并遵循下列原则：8 7.3.7复杂环境下的定期大范围检测、大规模自动化巡检宜采用自适应控制，其气象限制及控制系统运行程序等操作规范宜参考附录B的指7.3.8在技术成熟度及适用条件经充分评估的前提下，可探索采用多机协同作业。多机协同作cm,相邻无人机航线间距建议不小于1.5倍翼展。应急预案。检测方案设计的总体执行流程如图1所示。【开始】检测委托与任务下达步骤1:现场勘察(指南8.2)步骤2:确定控制方式与技术路线(指南8.1)步骤3:参数设定(飞行速度、物距、画幅等，指南8.3&8.4)步骤4:地面采样距离(GSD)验证(指南8.5)调整拍摄距离、焦距或设备满足要求步骤5:检测顺序与路径规划(指南8.6&8.7)步骤6:制定应急预案(指南8.8)步骤7:输出检测方案设计(指南8.1.5)【结束】进入现场数据采集阶段——自动化控制时，宜进行1轮～3轮逐步深入的飞行。8.1.3多轮飞行检测成果通常包含： 第1轮提供初步模型； 第2轮检出并定位病害最小外接矩形，提供精细模型； 8.1.4检测方案设计根据桥梁特点、 8.1.5检测方案的编制推荐采用标准化格式，具体设计内容与记录表单详见附录C。8.2.4选择光线柔和、亮度均匀的环境，避免逆光，必要时补光。8.3.2拍摄图像时飞行速度宜控制在2m/s以内，拍摄视频时宜控制在3m/s以内。8.3.3最小拍摄物距宜综合理论计算与安全参考范围共同确定。理论计算方法宜基于目标地面采样距离(GSD)要求，结合相机参数按本文件公式(1)反算得出；在满足理论精度的前提下，——桥墩、塔柱、桥面及梁构件的拍摄物距宜控制在2m～5m;——当环境风速大于8.0m/s时，拍摄物距下限宜提高至3m;——针对缆索等易受风振影响的复杂构件，拍摄物距宜控制在5m～10m。8.4.3ISO不宜高于1600。8.4.4影像尺寸设置宜采用传感器原生最大分辨率对应的尺寸。画幅比例宜选择4:3或3:2,8.5.1对地面采样距离(GSD)进行验证，以确保满足病害检测精度要求。8.5.2地面采样距离(GSD)按公式(1)计算：GSD——地面采样距离，单位mm/pixel;检测顺序可根据勘察结果灵活确定，通常按重要性或难易程度进行安排。——实时病害定位精度误差≤5cm;——建模检测图像重叠度宜保持在70%以上，对索塔、复杂节点或病害密集区域宜提高至80%以8.8.2飞行作业中，当环境突变(如阵风骤增且逼近抗风极限、突降雨雪等)或遭遇未识别障碍物(如飞鸟、其他航空器侵入等)时，立即悬停暂停作业并评估影响；当无人机系统出现严重告警(如GNSS信号丢失、图传链路中断、动力系统异常、电池电压异常骤降等)或面临失控风险8.8.6记录停止原因，完善预案。9.1.4数据及时备份并记录时间、位置。9.1.7对于具有高精度空间定位或三维建模要求的桥梁检测任务，宜在飞行作业前于桥梁结构及周边合理布设地面控制点(像控点)与检查点，并依托连续运行参考站系统(CORS)采用高精度RTK移动站采集控制点的空间坐标数据；飞行作业结束后宜进行控制点数据的复测与回收。——设备参数宜符合6.2及8.5的参考；——双目或多目相机标定相对位置关系； ——图像间宜保持较高的重叠度，航向重叠度宜不低于70%,旁向重叠度宜不低于60%; 9.3.2索塔检测宜参考下列指导：——避开大风、降水天气，风速瞬时超过8m/s时返航； ——对每一表面“Z”字形检测，棱角处适当增加数据采集量。 9.3.5支座检测宜参考下列指导：——保证定位模块正常工作，宜辅以补光。10.1.2病害种类包括但不限于混凝土裂缝、钢结构裂缝、剥落、露筋、锈蚀、缆索防护破损。特征点提取→特征点匹配→相机位置与姿态估计→稀疏重建→稠密重建→表面重建。注：上述重建方法主要基于中心投影与透视投影原理，对于正射影像生产，则采用平行投影与正射投影技术，以消除投影畸变。10.2.3图像完整覆盖目标，航向重叠度宜为70%～85%,旁向重叠度宜≥80%,偏角<40°。10.2.4激光雷达数据宜通过预处理构建三维点云模型。10.3.2检出方法包括人工和自动(数字图像处理、机器学习、深度学习等),采用自动方法进10.3.3自动检出方法可分为分类、定位、分割三类。算法对应的任务场景宜参考表4设置。语义分割图像分类图像分类、目标检测、语义分割——为保障深度学习模型的基础泛化能力并有效避免过拟合，每类病害的样本数量不少于200处；——样本涵盖不同光照、背景、纹理及病害尺度，确保样本的多样性与代表性。 10.3.9样本库构建可参考下列指导：——结构化存储：按照病害类别、桥梁类型、拍摄时间等维度进行——数据集划分：通常将样本库按比例划分为训练集、验证集和测试集(通常比例为7:2:1); 病害类别螺栓松动10.4.3像素精度不足时宜先进行超分辨率重建。——平均宽度按公式(2)计算： 10.5.3不同技术路线获取表面模型宜参考以下指导： 多视角几何重建：按10.2.3生成，重建后的三维模型相对空间几何精度宜不大于5cm;—SLAM定位：按10.2.4生成。10.6.3裂缝对比可采用形状匹配算法分析发展情况。10.7.1对数据处理全过程进行模型计算验证与质量控制，并对每阶段计算结果进行评估与筛10.7.2图像原始数据的质量控制参考下列基准：——单张影像尺寸宜符合任务设定的原生最大像素要求，未被异常裁剪或压缩。 平均尺度误差绝对值≤0.5%。10.7.4结构变形观测(如梁体位移、桥塔变位等)的计算与建模精度参考下列基准：——定期检查时，关键构件的相对变形测量误差绝对值宜不大于10mm;——特殊检查(如索力或特定位移专项跟踪)时，位移量测精度宜不大于5mm。 ——病害面积相对误差绝对值≤15%; 结构表面裂缝观测时，裂缝长度相对误差绝对值≤10%,裂缝宽度量化绝对误差宜不大于0.1 病害点位数量误差绝对值≤10%。11检测结果记录与表达11.1.1如实反映检查结果，避免主观臆断。11.1.3各阶段成果整理成规范格式提交和保存。11.2.1检测结果数据的组织方式保持清晰规范，数据存储目录建议按照“桥梁代码一检测日期一数据类别”的层级结构进行分类归档。病害识别与量化结果数据、检测报告文件。11.2.3各类结果数据的文件格式选择行业内广泛支持的通用标准格式，并参11.3.2对桥梁无人机检GB/T41388规定的可信执行环境基本安全规范。11.4.1标准结果文件通常包含详尽的病害底层数据，具体内容包括：病害的空间坐标(GNSS或相对BIM坐标)、高清图像(可见光或红外影像)、量化尺寸(长度、宽度、面积等核心指标);为直接赋能桥梁数字化管养决策，具备条件时宜同步提交桥梁高精度三维模型。11.4.2检测报告的编制统一规范，对检测结果的解读详尽清晰。成果输出可参考本文件附录D,具体宜详细阐述以下内容：——桥梁表观病害统计摘要：分类汇总全桥或关键构件的病害类型、检出数量及核——结构服役状态综合评估与养护决策建议：基于数字化检测成果对桥梁整体状况进行解读，并给出明确的日常养护、预防性养护或专项修复治理建议。日常检查桥路连接及保护1.桥路连接处是否异常；2.桥梁安全保护区是否存在侵害桥梁安全的情照片桥面系及附属1.伸缩缝是否有明显破损；2.栏杆或护栏等有无明显缺损；3.标志标牌是否完好。照片1.桥梁线形是否存在明显异常；2.桥梁是否存在异常的振动、摆动和声响。照片1.结构有无异常的变形、振动及其他异常状况；2.构件表面是否完好，有无损坏、剥落、锈迹等面状病害；3.钢结构螺栓有无松动或缺失；4.索结构锚固区的密封设施是否完好。照片桥面系及附属1.伸缩缝是否堵塞、局部破损；2.栏杆、护栏有无破损或错位；照片1.墩台有无明显倾斜、损伤、开裂及撞击痕迹；2.基础有无冲刷、损坏、悬空；3.翼墙、锥坡、护坡等有无缺损、开裂和塌照片定期检查上部结构(混凝土梁桥)1.混凝土裂缝；照片点云数据上部结构(钢桥)1.钢构件涂层劣化情况；2.构件锈蚀、变形、局部损伤；照片点云数据上部结构(拱桥)1.主拱圈是否变形、渗水，圬工拱桥砌块有无风化、掉块；2.腹拱圈及侧墙有无变形、开裂；3.横向联结有无变位、断裂、锈蚀；4.吊杆防护套及减振装置有无异常。照片点云数据上部结构(斜拉桥)1.桥塔有无异常变位，锚固区是否开裂、渗水；2.斜拉索防护套有无破损、老化，锚具是否渗水、生锈；3.阻尼器有无异常变形、漏油；4.气动措施和风障是否完好。照片点云数据定期检查上部结构(悬索桥)2.主缆防护有无老化、破损，吊索防护套有无开裂；3.索夹螺栓有无缺失，索夹有无错位滑移；4.锚碇外观有无明显病害，锚室状况是否完好。照片点云数据支座体系1.支座有无错位、脱空；2.橡胶支座是否老化、开裂、剪切变形；3.支承垫石是否开裂，锚栓是否松动。照片下部结构(墩台及基础)1.混凝土/圬工墩台身及盖梁有无开裂、剥落、露筋、砌体破损；2.基础干湿交替处有无冲刷磨损、露筋；3.翼墙、锥坡、护坡有无缺陷。照片点云数据桥面系及附属1.伸缩缝、人行道、栏杆护栏有无缺失破损；2.排水与照明标志设施是否完好；3.检修、减振、防撞、避雷等附属设施是否完照片1.桥位段河床有无明显冲淤，河底铺砌是否完好；2.调治构造物是否完好。照片专项跟踪项目1.索力测量；2.斜拉索/吊索外观精细化复核；3.索夹滑移量测；4.梁体位移观测。照片点云数据B.1一般原则B.1.1开展无人机桥梁检测飞行作业时，遵守国家现行有关无人驾驶航空器管理的法律、行政法规与B.1.2无人机系统日常运行、维护的通用管理要求，执行民航主管部门现行有效规章。B.1.3操作时采取措施，避免危及他人生命财产安全。B.1.4下列情况下宜避免驾驶无人机：b)受药物影响飞行安全。B.1.5运行前制定飞行方案和应急预案，包括：c)安全应急处理预案。c)在良好气象条件下运行。B.2设备与人员条件B.2.2驾驶员取得相应类别民用无人驾驶航空器操控员执照。B.2.3驾驶员做好接受飞行操作检查的准备。a)不宜在雷暴天气飞行；e)高原飞行宜先空载试飞。B.4.2悬停姿态控制稳度宜参考下列基准：B.4.3悬停航线控制稳度宜参考下列基准：a)偏航距<±0.5m;b)航高差<±0.5m;c)航迹弯曲度<±5°。B.4.5宜结合地面控制站实现任务规划、实时检测、数据通信。C.1项目概况与检测目的项目名称20年月日至月日空域报备情况□日常检查□经常检查□定期检查□特殊检查(如：全面采集表观病害、生成毫米级三维模型、特定索夹滑移量测等)评估项目□顺光为主□存在逆光环境口光线不足(气象条件预判预报风速：m/s(上限≤8.0m/s)预报温度：℃安全隐患排查交通管制需求：口无□需局部封闭车道/水域核心设备选型与参数设定见表C.3。选型或参数设定平台型号：_抗风等级：级飞行参数设定拍摄飞行速度：≤_m/s(图像≤2m/s,视频≤3m/s)最小拍摄物距：m(主梁≥2m,缆索≥5m)成像参数设定飞行路径规划与控制方式见表C.4。飞行路径规划桥面系/开阔区□半自动□自适应“S”型/网格化正射采集梁底/密闭区□手动口半自动“Z”字形/贴近避障采集索塔/高耸区□手动口半自动缆索/拉索□手动表C.5安全应急预案应急处置项目预案简述与应对机制(参考)触发失控保护机制，无人机悬停等待重连；若超时未恢复，系统自动执行原路返航或直线返航至预设安全起降GNSS定位信号丢失/严重电磁干扰应对机制立即切入手动姿态模式或视觉/激光SLA近降落。域)。突遇未识别障碍物(如飞鸟、其他航空器等)避让与悬停机制时手动接管，操控无人机拉开安全距离后再视情况返航。气象突变(阵风逼近极限、突降雨雪等)返航机制制迅速收回设