无人机载红外热像仪的应用
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如何利用无人机进行红外热像测绘工作无人机在红外热像测绘工作中的应用无人机技术的快速发展为红外热像测绘工作带来了许多新的机会和挑战。
红外热像测绘是一种通过采集物体表面所发射的红外辐射来获得热分布图像的技术。
通过利用无人机搭载红外热像仪,我们可以在不接触物体的情况下,获取高分辨率的热分布图像,并应用于各种领域,如建筑、环境、农业等。
本文将介绍无人机在红外热像测绘工作中的应用及相关技术。
首先,无人机的高灵活性和机动性使其成为红外热像测绘的理想工具。
相比传统的人工操作,无人机能够轻松地进入复杂或危险的环境中,并收集详细的热图像数据。
例如,在建筑物维护方面,无人机可以用于检测建筑物的能量损失、渗漏或电气故障等问题。
通过红外热像测绘技术,我们可以迅速定位和分析这些问题,并采取相应的修复措施,提高建筑物的能效性能。
其次,无人机搭载红外热像仪可以快速获取大面积的热图像数据。
通过自动化的飞行路径规划和控制,我们可以高效地扫描大范围地区,并生成高精度的热图像。
这在农业领域尤为重要。
农民可以利用无人机进行大规模的农作物监测,及时发现并应对土地劣化、水分变化以及虫害等问题。
通过红外热像测绘技术,农民可以精确分析农作物的生长情况,并根据需要进行针对性的灌溉、施肥或防治措施,提高农作物的产量和品质。
另外,无人机搭载红外热像仪还可以用于环境监测和资源管理。
例如,监测城市中的热岛效应、检测火灾隐患、监控水资源的分布和变化等。
通过红外热像测绘技术,我们可以全面地了解环境中的温度分布情况,并及时采取相应的措施,提高城市环境的质量和资源的利用效率。
此外,与传统的有人操作相比,无人机利用红外热像测绘技术可以降低人力和时间成本,并提高工作效率。
无人机可以通过预设的飞行路径进行自主测绘,无需人为干预,减少了人力资源的需求。
同时,无人机的高飞行速度和机动性使得数据的收集更加快速和高效。
通过自动飞行路径规划和图像处理技术,我们可以在最短的时间内获取到大量的高质量红外热像数据,从而可以更快地做出准确的分析和决策。
用无人机做温度反演的原理以用无人机进行温度反演的原理为标题,本文将介绍无人机温度反演的基本原理和应用。
一、无人机温度反演的基本原理无人机温度反演是利用无人机搭载的红外热像仪等设备,通过测量地表或大气中的红外辐射来获取温度信息的技术。
其基本原理是根据物体的热辐射特性,利用热像仪测量物体表面的红外辐射强度,并通过算法将红外辐射转化为温度信息。
1. 红外辐射与温度关系物体的温度与其热辐射强度有密切关系。
根据斯特藩—玻尔兹曼定律,物体的热辐射强度与其温度的四次方成正比。
因此,通过测量物体的红外辐射强度,可以推算出物体的温度。
2. 红外热像仪的工作原理无人机上搭载的红外热像仪是实现温度反演的关键设备。
红外热像仪通过接收地表或大气中的红外辐射,将其转化为电信号,并通过信号处理和图像重构等技术,得到物体的红外图像。
红外图像中的每个像素点对应物体表面的红外辐射强度,通过对图像进行处理,可以得到相应的温度信息。
3. 温度反演算法无人机获取的红外图像中,每个像素点的红外辐射强度可以通过计算得到,但直接得到温度信息是困难的。
因此,需要通过温度反演算法将红外辐射强度转化为温度信息。
常用的反演算法包括基于灰度温度曲线的方法、基于辐射计算的方法等。
这些算法都是根据物体的辐射特性和温度与辐射强度的关系来进行温度反演的。
二、无人机温度反演的应用无人机温度反演技术具有广泛的应用前景,主要体现在以下几个方面。
1. 环境监测无人机温度反演可以用于环境监测,例如监测城市热岛效应、火灾情况、水体温度等。
通过无人机获取的温度信息,可以及时发现环境异常,为环境保护和灾害预警提供依据。
2. 农业应用无人机温度反演可以用于农业领域,例如监测作物生长状况、测量土壤温度等。
通过对农田进行红外图像采集和温度反演,可以了解农作物的生长情况和土壤的温度分布,为农业生产提供科学依据。
3. 热力设备维护无人机温度反演可以用于热力设备的维护和故障检测。
通过监测设备表面的温度分布,可以及时发现设备的异常热点或冷点,避免设备故障和事故的发生。
无人机热成像原理无人机热成像技术是一种利用红外热像仪进行热能图像采集和分析的技术。
所谓热成像,就是通过红外热像仪将物体发出的红外辐射转化为热图像,用来反映物体表面的热分布情况。
在无人机热成像系统中,主要由红外热像仪、数据采集与处理系统和无人机组成。
红外热像仪是核心设备,它能够对目标物体发出的红外辐射进行探测、转化和记录。
数据采集与处理系统则是负责获取和存储红外热像仪采集到的图像数据,并进行图像增强和分析处理。
而无人机则是承载着红外热像仪和数据采集与处理系统,负责完成热成像任务。
红外热像仪采用红外探测器和光学透镜组成,红外探测器负责捕捉来自物体表面的红外辐射,而光学透镜则对红外辐射进行聚焦,将其转化为可见图像。
红外探测器有多种类型,包括热电偶、铟化铊探测器、氨化铟探测器等。
其中热电偶是最常用的探测器,其原理基于热电效应,将红外辐射转化为电压信号。
在红外热成像过程中,无人机将飞行至目标区域,红外热像仪通过光学透镜捕捉到目标物体所发出的红外辐射。
红外辐射的强度与物体的温度有关,温度越高,红外辐射的强度越高。
红外热像仪将红外辐射转化为热图像,其中的颜色表示温度的高低。
一般情况下,红外热像仪会使用伪彩色图像来表示不同温度区域,常用的伪彩色图像有彩虹图、铁黑图等。
热成像技术的优势主要集中在以下几个方面。
首先,它能够在无光、低光照条件下进行探测,具有良好的适应能力。
这使得无人机热成像技术在夜间、白天低光照条件下具有明显优势。
其次,热成像技术可以实时获取目标物体表面的温度分布,能够快速准确地定位目标。
这对于搜索救援、火灾监测、能源巡检等应用领域具有重要意义。
此外,热成像技术还可以根据目标表面的温度分布情况,进行故障诊断和异常监测,提前预警,减少事故的发生。
无人机热成像技术在各个领域都有广泛应用。
在军事领域,无人机热成像技术可以用于目标侦察、情报获取、隐蔽目标探测等任务。
在公共安全领域,它可以用于火灾监测、救援行动、警务巡查等工作。
无人机能源应用场景
无人机在能源领域有许多应用场景,以下是一些常见的例子:
输电线路巡检:无人机可以搭载高清摄像头或红外热像仪,对输电线路进行定期巡检,检查线路的状况、设备的运行情况,及时发现并修复潜在问题,提高输电线路的安全性和可靠性。
风电场巡检:无人机可以飞越风电场,对风力发电机、叶片等设备进行巡检,检查设备的运行状态、叶片的损伤情况,提前发现并处理故障,确保风电场的正常运行。
太阳能电站巡检:无人机可以对太阳能电池板、支架、电缆等设备进行定期巡检,检查设备的运行状态和损坏情况,帮助太阳能电站管理人员及时发现并解决问题,提高发电效率。
油气管道监测:无人机可以飞越油气管道,利用红外热像仪等设备对管道进行监测,检查管道的温度变化和泄漏情况,及时发现并处理问题,确保管道的安全运行。
矿山安全监测:无人机可以飞越矿山区域,对矿山的安全状况进行监测,检查矿坑、矿山设施、爆破作业等情况,及时发现并预防事故发生,提高矿山安全性。
应急抢修:在能源设施发生故障或灾害时,无人机可以快速响应,携带必要的工具和设备,进行应急抢修工作,减少故障带来的影响。
无人机在能源领域的应用可以提高能源设施的运行效率和安全性,降低管理成本和人力资源投入,对能源产业的发展起到积极的推动作用。
1。
各种任务载荷在无人机应用的理解1. 引言随着科技的不断发展,无人机在各个领域的应用越来越广泛。
无人机作为一种具有自主飞行能力的飞行器,可以搭载各种任务载荷,用于执行各种任务。
本文将探讨各种任务载荷在无人机应用中的意义和作用。
2. 任务载荷的定义任务载荷是指无人机所携带的各种设备、器件或传感器,用于执行特定的任务或获取相关数据。
任务载荷可以根据不同的需求进行选择和配置,以实现各种不同的功能。
3. 各种任务载荷的应用3.1 摄像头摄像头是无人机最常见的任务载荷之一。
通过搭载高清摄像头,无人机可以进行航拍、监控、景观摄影等任务。
无人机配备的摄像头可以实时传输图像或视频,提供全景视角和高空俯瞰的视野,为用户提供更多的信息和数据。
3.2 红外热像仪红外热像仪是一种能够感知物体辐射的设备,可以通过测量物体的红外辐射来获取物体的温度分布。
搭载红外热像仪的无人机可以用于搜索救援、火灾监测、热点检测等任务。
红外热像仪可以在夜间或恶劣环境下工作,提供更多的信息和数据。
3.3 气象传感器气象传感器可以用于测量大气环境的各种参数,如温度、湿度、气压等。
搭载气象传感器的无人机可以用于气象观测、环境监测等任务。
通过获取大气环境的数据,无人机可以为气象预测和环境监测提供支持。
3.4 激光雷达激光雷达是一种通过激光束测量距离和反射强度的设备,可以用于三维建模、地形测量、障碍物检测等任务。
搭载激光雷达的无人机可以实时获取周围环境的三维数据,为无人机的自主飞行和避障提供支持。
3.5 气体传感器气体传感器可以用于检测大气中的各种气体浓度,如二氧化碳、一氧化碳、甲醛等。
搭载气体传感器的无人机可以用于空气质量监测、环境污染检测等任务。
通过获取大气中各种气体的浓度数据,无人机可以提供更准确的环境监测和预警。
4. 任务载荷的意义和作用4.1 提供更多的信息和数据各种任务载荷可以为无人机提供更多的信息和数据,丰富无人机的感知能力。
通过搭载不同的任务载荷,无人机可以获取不同的数据,从而提供更全面、详细和准确的信息。
无人机技术在消防救援中的应用无人机技术的迅猛发展给各行各业带来了前所未有的便利和创新。
在诸多领域中,无人机在消防救援中的应用备受瞩目。
本文将探讨无人机技术在消防救援中的具体应用,包括预警监测、火场探测、物资运送等方面。
一、预警监测消防救援最关键的一环是提前发现火灾风险并进行及时预警。
无人机的巡查功能成为了一项不可或缺的工具。
通过多旋翼无人机的空中巡视,可以对城市的建筑物、森林等进行实时监测,提前发现异常情况,并及时向消防部门发送警报。
无人机配备高清摄像头和红外热成像设备,可以更准确地探测潜在的火灾风险。
借助无人机的空中视角,可以发现人眼难以察觉的微小热源,及时进行预警,有效避免了火灾的蔓延。
二、火场探测当火灾发生时,无人机技术可以快速部署,对火场进行探测,提供实时数据,为灭火救援提供有力支持。
首先,无人机可以通过空中航拍,迅速了解火场全貌,并传输高清图像和视频。
这样消防人员可以在了解火场的同时,做出更准确的灭火决策,避免不必要的伤害。
其次,无人机可以通过搭载气体传感器实时监测火场环境,包括烟雾、有毒气体浓度等。
这为消防人员提供了重要的信息,可以更好地判断火场的风险程度,以及采取更安全有效的灭火方案。
三、物资运送在火灾发生后,灭火救援物资的迅速送达是至关重要的。
无人机技术可以在火场现场进行快速物资运送,将急需的救援物资送达给受灾区域。
无人机运送物资具有快速、灵活、可靠的特点。
它可以避开交通堵塞的问题,直接从空中运送物品。
此外,无人机的载重能力也得到了极大的提升,可以运送较多数量的物资,满足救援现场的需求。
四、协助搜索与救援在火灾事故中,人员被困是常见的情况,如何快速找到被困者成为救援的关键。
无人机的使用可以大大提高搜索和救援的效率。
通过搭载红外热像仪的无人机可以用于搜索被困者的热源,即使在低能见度的情况下也能发挥作用。
无人机可以迅速扫描广大范围的区域,找到被困者的位置,然后将准确的坐标提供给救援人员,加速救援过程。
无人机红外线热成像仪原理无人机红外线热成像仪的原理听上去有点复杂,其实用起来就像看电影一样简单。
想象一下,天空中飞着一只无人机,它的“眼睛”并不是普通的相机,而是能看到热量的红外线热成像仪。
说到热成像,这个东西就像是给物体披上了一层“温度外衣”,能把热量转换成可见的影像,真是神奇得让人惊叹。
当你想象一下,无人机在夜空中翱翔,能够清晰地看到地面上那些热乎乎的小动物,或者隐藏在灌木丛中的人。
哎呀,那画面简直让人忍不住想笑,这些小家伙就像是发光的星星,显得特别可爱。
热成像仪的工作原理就类似于我们的皮肤,能够感知周围的温度变化。
通过特殊的传感器,无人机的“眼睛”能捕捉到不同物体发出的红外辐射,形成一幅幅色彩斑斓的热图像。
就拿救援工作来说吧,红外线热成像仪可是个了不起的帮手。
在夜里或者能见度不高的情况下,这个仪器能迅速找出被困者的热量。
要知道,人在生存时总会产生热量,就算再隐蔽也逃不过它的“火眼金睛”。
就像古代神话里的火神,能一眼看穿那些隐藏在黑暗中的东西,真是让人佩服得五体投地。
再来聊聊这个热成像仪的原理。
它会把不同温度的物体转化成不同颜色的影像,高温的地方是亮亮的红色或者白色,低温的地方则是蓝色或者紫色。
没错,这就像是给大自然的画布涂上了一层新的色彩。
无人机上的这个仪器跟我们用的温度计差不多,只不过它更加高科技,能够把整个场景都收入眼底,简直是居家旅行的必备神器。
很多人可能会问,为什么要用红外线而不是普通光线呢?嘿,这个问题问得好!普通光线在黑暗中可就没什么作用了,对吧?而红外线则可以“穿透”黑暗,无论是黑夜还是迷雾都能轻松应对,就像拥有了一双超能力的眼睛,随时随地都能发现隐藏的秘密。
这种技术可不只是在电影里看到的,生活中也越来越普遍,甚至在军用和民用领域都有广泛应用,真是科技改变生活的典范。
再想象一下,你正在使用无人机进行巡视,突然发现远处有个热源在发光,咦,那是火灾的迹象吗?或者说,有人正在非法捕猎,这种情况无人机的热成像仪就能第一时间捕捉到,帮助相关部门及时处理。
基于红外成像的无人机应用技术研究一、引言随着无人机技术的发展,无人机的应用范围也越来越广泛。
红外成像技术作为一种先进的成像技术,因其在黑暗和低光环境下高清晰度成像的能力而备受关注。
本文旨在探究基于红外成像的无人机应用技术,并分析其优缺点以及在军事、安防和民用等领域的应用。
二、红外成像技术简介红外成像技术是利用物体的红外辐射和反射来进行成像的一种先进的成像技术。
它可以有效地穿透薄雾、烟雾等气体,没有可见光的环境下也能保持高清晰度的成像效果。
同时,红外成像技术具有高速度、高精度、高灵敏度等优点,因此成为了许多领域的研究热点。
三、基于红外成像的军事应用军事领域是红外成像技术应用最为广泛的领域之一。
无人机搭载的红外成像设备可以在战争时期帮助作战部队进行实时情报、目标追踪和打击。
特别是在夜间作战时,红外成像技术的优越性就尤为明显了。
无人机搭载的红外热像仪可以通过探测目标表面的微小温度差异,对战场上的目标进行识别和跟踪,同时还可以保障自身的安全。
四、基于红外成像的安防应用随着社会的发展,城市的规模不断扩大,安防形势也变得越来越严峻。
高清红外成像技术可以帮助安防部门进行有效的监控和管理。
无人机搭载的红外相机可以对大型场馆、企业、学校等进行空中监测,同时还可以对山区、水域等难以监测的地区进行实时监控。
红外成像技术的使用不仅可以提高监控效率,还可以发现一些无法肉眼观察的异常情况,以及提前预警潜在安全隐患。
五、基于红外成像的民用应用在民用领域,基于红外成像的无人机应用也得到了广泛的应用。
它被用于楼房、桥梁、船只等高空设施的检测维护。
拍摄的高清红外照片可以帮助检查人员发现一些设备的异常,从而做好维护措施。
另外,红外成像技术还被广泛应用于农业生产中。
在精确农业方面,搭载红外成像技术的无人机可以检测农田中的植被生长、土壤湿度等信息,为制定高效的农业生产计划提供数据支持。
六、总结综上所述,基于红外成像的无人机应用技术具有许多优点,可以在不同的领域发挥重要的作用。
无人机技术在农业领域有着广泛的应用。
下面是几个常见的应用场景:
1.农田勘测和土壤分析:无人机可以利用搭载的高分辨率摄像机拍摄农
田的航拍照片,用于勘测农田的地形、植被覆盖和土壤质量等信息。
此外,搭载红外热像仪还可以通过监测植被的温度变化来评估植物的健康状况。
2.农作物遥感监测:利用无人机搭载的航拍摄像机可以获取大面积农田
的影像信息,通过图像处理和分析技术,可以实时监测农作物的生长情况、病虫害情况和营养状况等。
3.农药喷洒和植保:无人机可以搭载喷洒设备和传感器,利用精确的导
航系统和水平飞行轨迹,实现农药的精准喷洒。
这种方式可以减少农药的浪费和污染,提高施药的效果。
此外,无人机可以搭载植保设备,实施对农田进行光照、水分、温度等的监测和调控。
4.精准播种和收割:无人机可以搭载种子散布设备,实现精准的播种操
作。
同时,无人机还可以搭载收割设备和传感器,实现农作物的自动收割和精确的产量测量。
5.无人机农业物流:利用无人机进行农产品的运输和配送。
无人机可以
快速、灵活地将农产品从农田送到市场或消费者手中,节约人力物力,提高农业物流效率。
通过以上应用,无人机技术可以提高农业生产效率、降低对农药和化肥的使用量、减少劳动力成本、提高农产品质量和产量、改善农业生态环境等。
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2024.02.025基于无人机红外热成像技术的建筑外墙检测应用刘向开1,司 敏2(1.九江市建设工程质量检测中心,九江333200;2.武汉马房山理工工程结构检测有限公司,武汉430070)摘 要: 全球发达城市面临建筑老化问题,专业测量员在安全检查和修复时有很大的潜在危险,但无人机技术改变了这一格局㊂无人机外墙检测降低高处作业风险㊁提高效率㊁提供高分辨率数据㊂相对手动检测,无人机减少成本㊂该研究关注无人机红外热成像技术在建筑外墙检测中的应用,旨在减少风险和成本,提高效率,为建筑老化问题提供安全㊁高效㊁经济的解决方案㊂关键词: 外墙检测; 无人机; 红外热成像A p p l i c a t i o no fU n m a n n e dA e r i a lV e h i c l e (U A V )I n f r a r e dT h e r m o g r a p h y T e c h n o l o g y f o rE x t e r i o rW a l l I n s p e c t i o n i nB u i l d i n gs L I UX i a n g-k a i 1,S IM i n 2(1.J i u j i a n g C o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n g Q u a l i t y I n s p e c t i o nC e n t e r ,J i u j i a n g 333200,C h i n a ;2.W u h a n M F SC i v i l E n g i n e e r i n g S t r u c t u r eC o ,L t d ,W u h a n430070,C h i n a )A b s t r a c t : D e v e l o p e d c i t i e sw o r l d w i d e a r e f a c i n g t h e i s s u e o f b u i l d i n g a g i n g .P r o f e s s i o n a l s u r v e y o r s e n c o u n t e r s i g n i f i -c a n t p o t e n t i a l r i s k s d u r i n g s a f e t y i n s p e c t i o n s a n d r e p a i r s .H o w e v e r ,d r o n e t e c h n o l o g y h a s c h a n ge d t h i s s i t u a t i o n .D r o n e e x t e r i o rw a l l i n s p e c t i o n s r e d u c e t h e r i s k s a s s o c i a t e dw i t hw o r k i n g a t h e i g h t s ,e n h a n c e ef f i c i e n c y ,a n d p r o v i d e h igh -r e s o -l u ti o nd a t a .C o m p a r e d t om a n u a l i n s p e c t i o n s ,d r o n e s r e d u c e c o s t s .T h i s s t u d y f o c u s e do n t h e a p p l i c a t i o no f d r o n e i n f r a -r e d t h e r m a l i m a g i n g t e c h n o l o g y i n t h e d e t e c t i o no f b u i l d i n g e x t e r i o rw a l l s .T h e a i m w a s t or e d u c e r i s k s a n dc o s t s ,i m -p r o v e e f f i c i e n c y ,a n d p r o v i d e a s a f e ,e f f i c i e n t ,a n de c o n o m i c a l s o l u t i o n t o t h e p r o b l e mo f b u i l d i n g a g i n g .K e y wo r d s : e x t e r i o rw a l l i n s p e c t i o n ; u n m a n n e da e r i a l v e h i c l e (U A V ); i n f r a r e d t h e r m a l i m a g i n g 收稿日期:2023-12-07.作者简介:刘向开(1976-),高级工程师.E -m a i l :294782377@q q.c o m 世界各地的发达城市现在都面临着迫在眉睫的建筑老化的危机,中国也不例外[1]㊂随着城市发展和工业化的快速推进,许多城市建筑物都已经存在了数十年,而且有些甚至已经超过了其设计寿命[2]㊂老化的建筑已经成为中国一个越来越重要的问题,这个问题还因维护和管理不当或不规范而变得更加严重,而世界各地其他许多发达城市也面临着类似的问题[3]㊂这些老化的建筑物除了可能存在结构问题和安全隐患之外,也面临着环境污染等其他各种挑战[4]㊂因此,及时而定期地进行高层建筑周边的安全检查至关重要,以便在早期发现外墙的潜在危险,并防止其在未来演变成威胁生命的破损㊂在过去十年里,外墙检查一直需要由测量员进行㊂这些任务不仅要求专业人员置身于高处,面临暴露和危险,还需要在缺乏稳固支撑的情况下进行[5,6]㊂此外,手动壁面检查既费时又费力,其表现主要受工作经验和个人判断的影响㊂然而,随着低成本的无人机的出现,各种检查应用已开始采用无人机来更高效地进行数据收集[7]㊂例如,在农业领域,无人机被用于执行多项农业任务,如喷洒农药㊁监测作物健康状况㊁进行田间土壤分析等[8,9]㊂将无人机运用于建筑物外墙的检测技术也逐渐被各大结构检测公司采用[10]㊂无人机应用于建筑物外墙破损检测带来了许多好处㊂首先,无人机可以替代人工进行外墙检测,减少了专业人员置身高处的危险,降低了事故风险,带来检测安全性的提高㊂同时,无人机可以在较短的时间内覆盖大面积的外701建材世界 2024年 第45卷 第2期墙,大大提高了检测速度和效率㊂并且无人机配备先进的摄像和传感器技术,可以提供高分辨率㊁精确的图像和数据,有助于准确识别破损和缺陷㊂从检测成本上来看,相对于传统的手动检测,使用无人机进行检测可以减少人力和时间成本㊂总之,无人机在建筑物外墙破损检测方面提供了一种安全㊁高效且经济合理的解决方案,有助于维护建筑物的安全性和可持续性㊂该研究讨论了无人机红外热成像技术的建筑外墙检测应用㊂利用无人机搭载红外热像技术对现存住宅小区进行外墙检测,旨在降低人工检测的危险,减少人力成本,并提高建筑外墙检测效率㊂1工程概况九江市怡溪苑一期住宅小区建筑物外墙红外热像检测工程位于九江市濂溪区十里大道与学府三路交叉处,小区内共有41栋住宅楼㊂小区内41栋住宅楼建筑层数有五大类为6层㊁8层㊁11层㊁17层和18层,该小区内建筑物于2014年建成并使用至今㊂该小区住宅楼外墙采用20mm 厚水泥砂浆,200mm 厚节能型烧结页岩多孔砖㊁界面剂砂浆㊁抗裂砂浆㊁面层涂料+罩面涂料㊂小区内建筑物在使用过程中,建筑物外墙出现墙面空鼓㊁脱落㊁裂缝㊁渗水等情况,存在安全隐患㊂为了了解房屋外墙的现有工程质量,需统计已有病害的类型㊁数量㊁位置和面积㊂其中以1栋作为工程实例,该楼为11层的住宅楼,楼栋朝向南,图1为1栋楼南立面㊂2 无人机在建筑外墙检测的应用方法及结果2.1 检测方法为了检测外墙面的空鼓和脱落情况,采用了现场红外热成像法作为主要检测手段㊂在进行测试时,首先根据测试目的以及被测建筑物的饰面砖状况或饰面层结构的特点,选择具有代表性的区域作为基准段㊂这些基准段应避开裂缝㊁分隔缝等其他不连续的地方㊂其次,将在现场测定的没有缺陷问题的红外热像图中提取平均温度作为基准温度㊂在现场检测过程中,通过红外热像仪获取被测目标物的实际表面温度分布,并将其与基准温度分布进行对比分析㊂为了更准确地判断温度差异问题的缺陷部位,考虑了陶瓷砖饰面层的基本构造㊁建筑物内部热源的影响以及材料的不同发射率和导热系数等性能因素,并结合其他检测手段进行综合分析㊂具体用到的检测仪器如表1所示㊂表1 结构检测仪器设备一览表检测仪器型号编号红外热像仪T 1480P R O 21040130热成像高清航拍无人机MA V I C2E N T E R P R I S E -钢卷尺5m 80519纤维卷尺50m -佳能数码相机S X 70H S 714050000639其他笔记本电脑等2.2 检测结果1#楼为11层住宅楼,每层3户室布置㊂按照现行标准规范的要求,采用目测法结合红外热像的方式,对怡溪苑一期住宅小区1#楼建筑物外墙每个面空鼓㊁脱落等情况进行了检测调查,具体结果如图2所示,缺陷处已在图中标出㊂怡溪苑一期1栋东面出现空鼓及脱落等病害15处,病害区域面积为19.29m 2㊂南面出现空鼓及脱落等病害28处,病害区域面积为58.99m 2㊂西面出现空鼓及脱落等病害13处,病害区域面积为35.72m 2㊂北面出现空鼓及脱落等病害37处,病害区域面积为64.33m 2㊂综合来看,整栋楼共出现了93处空鼓和脱落等病害,总面积达178.33m 2㊂这些病害需要及时修复以确保建筑结构的安全性和美观度㊂这些外墙空鼓和脱落问题可能导致以下潜在影响:1)结构安全风险:外墙的损害可能使建筑物结构不稳定,增加结构安全风险,甚至可能导致倒塌㊂2)水分渗透:裂缝和脱落区域为雨水和湿气提供了进入建筑内部的通道,可能引发墙内水分积聚㊁腐蚀和霉菌滋生等问题㊂3)能源浪费:外墙问题可能导致热量和冷气的801散失,增加供暖和冷却成本,影响建筑的能源效率㊂4)美观损害:外墙表面的不平整会降低建筑的外观质量,对房地产价值产生不利影响㊂5)维修成本上升:如果不及时修复,这些问题可能会进一步恶化,导致维修成本大幅增加,因此及早采取措施解决问题至关重要㊂综上所述,外墙空鼓和脱落问题可能对建筑的结构㊁防水㊁能源效率㊁外观和维修成本带来不利影响,因此需要尽快采取维护和修复措施㊂3结论该研究采用了无人机搭载红外热像仪和数码相机的技术,旨在实现高空下对建筑外墙进行水平检测㊂该方法的采用大大降低了人工检测建筑外墙带来的危险性及效率低的问题㊂然而,在实际应用中还存在一些潜在问题,需要进一步研究和优化㊂这些问题包括:a.无人机本身的特性,如飞行安全性㊁稳定性㊁续航时间和承载能力㊂b.无人机的远程控制,包括网格化定点巡航和悬停拍摄㊂如何实现自动准确的定位和记录是需要进一步研究的课题㊂c.利用无人机搭载红外热像仪系统拍摄的红外图片尚未实现自动分析㊂进一步在远程电脑搭载A I(人工智能)图像自动分析技术将大大降低后期图像分析时间周期并提高分析准确性㊂参考文献[1]曲直.城市老旧住宅改造设计研究[D].北京:清华大学,2011.[2]梁传志,李超.北京市老旧小区综合改造主要做法与思考[J].建设科技,2016(9):20-23.[3]尚守平.中国工程结构加固的发展趋势[J].施工技术,2011,40(6):12-14.[4] Y a n g X i n c o n g,G u o R u n h a o,L iH e n g.C o m p a r i s o no f M u l t i m o d a lR G B-t h e r m a lF u s i o n T e c h n i q u e sf o rE x t e r i o r W a l lM u l t i-d e f e c tD e t e c t i o n[J].J o u r n a l o f I n f r a s t r u c t u r e I n t e l l i g e n c e a n dR e s i l i e n c e,2023,2(2):100029.[5]朱雷,房志明,王卓琳,等.外墙饰面层粘结缺陷的检测评估[J].无损检测,2016,38(6):10-16,35.[6]董建锴,伍经纬,徐先港,等.我国外墙外保温脱落原因及检测技术介绍[J].低温建筑技术,2020,42(7):31-35.[7]王柯,付怡然,彭向阳,等.无人机低空遥感技术进展及典型行业应用综述[J].测绘通报,2017(S1):79-83.[8]张东彦,兰玉彬,陈立平,等.中国农业航空施药技术研究进展与展望[J].农业机械学报,2014,45(10):53-59.[9]兰玉彬,邓小玲,曾国亮.无人机农业遥感在农作物病虫草害诊断应用研究进展[J].智慧农业,2019,1(2):1-19.[10]韩豫,孙昊,李雷,等.基于无人机的建筑外墙裂缝快速检查系统设计与实现[J].土木工程与管理学报,2019,36(3):60-65.901。
无人机载红外热成像系统的应用
上海巨哥电子科技有限公司
与有人飞行器相比,无人机成本低,无人员伤亡风险,机动性能好,能够执行低能见度、低云层的低空飞行,安全性好,应用场合广,还可显著增加每天可飞时间、加快作业进度,因此,无人机近年来得到了迅速发展。
无人机可搭载可见光相机和红外热像仪进行航拍。
热像仪通过探测物体本身发出的红外线,对景物温度分布进行成像,提供了比可见光相机更多的信息,可用于夜视追踪、搜寻救援、设备巡检、农林牧渔等。
例如,林业部门使用无人机载热像仪进行森林防火,及时发现高温易燃点。
在农业领域,使用热像仪航空拍摄可检测地表和作物温度,了解灌溉情况。
由于工业污水温度比河水温度高,环保部门采用无人机搭载热像仪,在白天夜晚均可直观发现污水排放。
以下是无人机热像仪航拍的一些应用场景。
电力线巡检
图1无人机配备巨哥电子XM6热像仪进行电力巡线
采用传统的人工电力巡线方式,条件艰苦,效率低下,而无人机搭载热像仪实现了电子化、信息化、智能化,可在离导线10-30米范围内360°俯拍,图像实时传回地面接收站同时可实现相机端本地存储,巡检60多公里路线只需3小时左右,而且能在山林等人员难以到达的区域进行巡检。
热像仪能快速发现线路中温度异常部位并保存相应的红外图片及视频资料,通知相关维护人员及时进行修理,不仅提高了电力线路巡检的工作效率、大大减轻电力服务人员的工作负荷,而且减少可能发生的人员危险的机率,降低电力设备的维护成本,提
高电网的安全性和可靠性。
建设工地的测量
图2 无人机搭载XM6热像仪在建设工地测量
采用无人机搭载热像仪对建筑工地进行俯拍,可以为客户提供大型建筑检测服务,拍摄的红外图中可清晰地看到工地中管道的线路,对已铺设管道是否存在泄漏进行检测;对建筑外墙是否有缺陷进行检测;对暖通空调系统及电气系统是否有故障进行检测等。
光伏电站太阳能电池检测
图3 巨哥电子XM3热像仪在空中对太阳能电池进行大面积检测在光伏发电领域,利用无人机配备红外热像仪,从上万张太阳能电池模块中检测热点(异常发热)。
与工作人员利用测量器逐一检查模块相比,不仅可大幅削减人工费用,并且在很大程度上降低了由于人员疲劳所致的检测遗漏,提高检测效率。
巨哥电子还同时提供红外和可见光模块,配备GPS定位,可更直观定位故障点。
灾后/野外搜救
图4 无人机搭载热像仪在受灾区域进行探测搜救
在山洪暴发或地震灾害后,无人机配备热像仪可对灾区被困人员进行搜救,热像仪能清晰区分出人和周围环境的温度,准确地发现废墟中的受困人员,确定救援地点,在恶劣的天气下或夜间也能清晰拍摄,提高了搜救工作效率,确保受灾人员及时得到救助。
同时,热像仪在夜间可观测到损坏道路的潜在危险,诸如道路陷落等问题,为搜救队保驾护航。
警用/反恐防暴
图5波士顿马拉松爆炸案嫌犯受伤后躲在船内,被机载热像仪发现
2013年美国当地时间4月15日,波士顿马拉松赛终点处发生两起爆炸,为了抓捕嫌犯,
耗费了大量财力警力。
警方最后发现嫌犯是在晚上7时左右,由于傍晚光线较暗,普通可见光相机很难搜寻到躲避的逃犯,但通过安装在直升机上的红外热像仪追踪到了隐藏在一艘小船内的嫌犯。
目前中国面临的恐怖威胁升级,进入常态化反恐的深水区。
传统用直升机进行搜捕不仅费时费力,且易惊动恐怖分子。
警用无人机载热成像系统的出现,大大降低了警力搜捕成本,减少了搜捕时间,已逐渐成为警方夜间打击犯罪的重要现代化设备。
图6 巨哥电子XM系列无人机热像仪
以上应用中,无人机搭载的红外热像仪无需任何光照,具有真正的夜视功能,并可穿透浓烟、雾霾等恶劣情况,可视距离达数公里,白天夜间均可正常作业。
巨哥电子XM系列热像仪专为无人机设计(图6),重量轻,体积小,功耗低,可最大限度保证无人机续航时间。
XM无人机热像仪可通过串口或无线传输与地面通信,实时传输图像,通过地面人员控制本地存储和自动对焦,也可通过专业软件对存储的图片和影像资料进行离线分析。
巨哥电子XM系列还可进行红外/可见双视场实时拍摄,提供GPS位置信息,为无人机执行各种任务提供了有力的解决方案。