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《长安大学》 2018年
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无人机在高速公路边坡日常养护巡查的应用研究

吕梦  
【摘要】:边坡作为山区高速的重要组成部分,其养护巡查一直是道路巡查工作的重点和难点。目前边坡日常养护巡查主要依靠人工巡查,危险性高、劳动强度大、耗时费力,且部分边坡由于地形、工具等限制容易存在巡查盲点。针对此问题,本文提出并研究利用无人机进行边坡养护巡查,制定满足巡查要求的无人机边坡巡查方案。论文的主要研究内容如下:首先,明确了高速公路边坡养护巡查的内容和要求,分析了高速公路边坡所处环境、巡查存在的问题、无人机特性,选取了适合边坡巡查的无人机,并从无人机自身性能、外界环境特点、巡查任务需求等方面考虑,确定了无人机边坡巡查的约束条件。其次,基于目前人工分析图像的工作模式,从拍摄和飞行两方面控制巡查任务的质量,以满足巡查人员对边坡状态的判读要求,根据巡查需要将边坡分为台阶状和非台阶状,分析其特点并采用不同的航摄方式,制定了无人机边坡养护巡查方案。同时,以陕西省汉宁高速的边坡为对象,对文中提出的巡查方案进行了可行性验证。结果表明,该方案切实可行,能提高工作效率。最后,根据初次巡查的结果和需求,将病害点或病害嫌疑点选为二次巡查的采集点,并用邻接矩阵描述各点之间的关系,分别采用蚁群、模拟退火和遗传算法求解无人机遍历采集点的最短路径,运用MATLAB软件进行了计算、仿真,对比巡查路径长度、算法运行时间,确定了模拟退火法为二次巡查路径规划的最优算法。本文综合考虑了无人机特性和不同类型边坡的特点,制定了符合边坡养护巡查工作模式的无人机巡查方案,并选取了适用于边坡二次巡查路径规划的算法。研究成果对实现无人机在边坡养护巡查的应用具有一定的现实意义和参考价值。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U418.5

【参考文献】
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