Inspección completa de puentes con solución LiDAR UAV y multihaz USV

Breve

Este estudio de caso demuestra un flujo de trabajo de inspección integrado de UAV-USV que combina HydroBoat de SatLab de 1200 MB con el LiDAR Apus-MX en DJI M350 RTK. La solución permite una adquisición de datos continua desde el lecho del río hasta la superestructura del puente, ofreciendo una vista 3D real desde el lecho del río hasta la plataforma que permite una evaluación precisa, operaciones más seguras y una gestión del ciclo de vida más inteligente.

desafíos

El emplazamiento del proyecto era un importante puente que cruzaba un río, con cimientos de pilares sumergidos, canales estrechos, humedales poco profundos y elementos estructurales elevados. Los métodos de inspección tradicionales presentan múltiples limitaciones:

• • • Limitaciones de accesibilidadLas inspecciones con buzos y embarcaciones tripuladas se ven limitadas por el flujo del agua, la turbidez y las zonas estrechas de los muelles.
    • riesgos para la seguridadLas inspecciones manuales a gran altitud o bajo el agua exponen al personal a peligros.
    • Conjuntos de datos fragmentadosLos estudios realizados sobre y bajo el agua rara vez se integran a la perfección, lo que dificulta la modelización 3D completa y la evaluación estructural.

Se requería una solución integrada, tanto por encima como por debajo del agua, para proporcionar una evaluación estructural completa, precisa y segura.

Solución

SatLab implementó un flujo de trabajo de inspección de doble plataforma:

• HydroBoat 1200MB — Solución multihaz para vehículos de superficie no tripulados
  • Proporciona cartografía batimétrica de alta resolución y estudios de cimentación de pilares.
  • Admite un despliegue rápido y encuestas complementarias flexibles.
  • Navega de forma autónoma evitando obstáculos en áreas confinadas o complejas.
  • Realiza mediciones precisas sin SVP, manteniendo la exactitud a la vez que simplifica el flujo de trabajo y mejora la eficiencia.
  • Realiza una adquisición de datos fiable incluso en aguas con baja visibilidad.
• DJI M350 RTK + LiDAR Apus-MX: Solución LiDAR para UAV
  • Adquisición rápida y de alta densidad de nubes de puntos 3D de tableros de puentes, pilares, plafones y terreno circundante.
  • Detecta defectos a pequeña escala como grietas, desconchados o corrosión.
  • Las trayectorias de vuelo ágiles permiten cubrir geometrías estructurales complejas sin puntos ciegos.

• Software de procesamiento SLHydroBeam — Plataforma de integración de datos
  • Integra conjuntos de datos de sonar y LiDAR en un único gemelo digital 3D.
  • Admite el modelado automatizado, la detección de defectos y la generación de informes analíticos.

Al sincronizar las operaciones de UAV y USV, la solución proporcionó una fusión de datos perfecta, cerrando la brecha entre la inspección submarina y aérea.

Flujo de trabajo operativo

1. Planificar misiones
Definir las rutas de los USV y las trayectorias de vuelo de los UAV en función de los planos de diseño y el terreno; alinear los puntos de control y los sistemas de coordenadas.

2. Adquirir datos
El USV despliega líneas de sonar a lo largo de los ejes del muelle; el UAV realiza pasadas LiDAR de cuadrícula sobre la cubierta y los plafones simultáneamente.

3. Verificar in situ
Monitoreo en tiempo real de la cobertura y las superposiciones; verificaciones cruzadas con puntos de control para garantizar la precisión posicional.

4. Procesar y fusionar datos

• Multihaz: correcciones de movimiento/marea, filtrado, interpolación batimétrica
• LiDAR: ajuste de franjas, calibración de intensidad, registro preciso
• Fusión: alineación perfecta en un modelo de superestructura a subestructura

Entregables

El proyecto generó un gemelo digital 3D integral que integra a la perfección datos de sonar y LiDAR. El modelo contiene capas temáticas detalladas, como profundidad de socavación, geometría de pilares, distribución de grietas y perfiles de holgura, lo que proporciona un conjunto de datos estructurales completo listo para su inspección y análisis.

Beneficios

• Cobertura completa de la escena
  A diferencia de los métodos tradicionales que a menudo no detectan zonas submarinas o de gran altitud, el flujo de trabajo integrado de sonar y LiDAR garantizó una cobertura completa desde el lecho del río hasta la superestructura.
• Precisión de alta resolución
  El flujo de trabajo capturó detalles estructurales finos, proporcionando el nivel de precisión necesario para una evaluación fiable de la erosión y los defectos.
• Mayor eficiencia y seguridad
  El tiempo de inspección se redujo significativamente, al tiempo que se minimizó la exposición humana a operaciones peligrosas bajo el agua y a gran altitud.
• Salida de gemelo digital
  Se entregó un modelo 3D totalmente integrado, que permite la monitorización continua, la evaluación del estado y la planificación del mantenimiento predictivo.

Conclusión

El uso coordinado de LiDAR en UAV y sonar multihaz en USV permite una inspección completa, desde la superficie hasta el subsuelo, lo que proporciona a los operadores una forma más inteligente, segura y completa de gestionar la infraestructura de puentes, desde las inspecciones actuales hasta el mantenimiento predictivo futuro. El flujo de trabajo integrado de SatLab ofrece datos fiables, completos y listos para la toma de decisiones, para una gestión de infraestructuras eficiente y plenamente informada.