更安全、更高效的桥梁检测:灵光 L2 Pro 在首尔汉江大桥的实践

成功案例阅读约 6 分钟

一次乘船往返,获得可直接用于工程的三维数据

用灵光 L2 Pro 完成的桥梁三维记录

在工程测量领域,桥梁检测的难度向来居于前列,而桥底更是其中的关键难点:无人机飞行受到诸多限制,GPS 信号遮挡、强风以及各类障碍物,都使稳定的数据采集难以实现。

3D 高斯泼溅还原的汉江大桥桥墩与首尔江景
3D 高斯泼溅还原的汉江大桥桥墩与首尔江景

在本次项目中,韩国工程企业 SQ Engineering 采用其域创新(XGRIDS)的灵光 L2 Pro,以一种较传统方式更安全、更高效的方法,将整座桥梁完整地记录为三维数据。

灵光 L2 Pro 采集的汉江大桥整体彩色三维点云
灵光 L2 Pro 采集的汉江大桥整体彩色三维点云

传统桥底扫描,难在哪里

采用传统方法扫描桥底,往往面临一系列难题:

  • 无人机难以贴近,可用的飞行路径十分有限;
  • 在 GPS 信号受遮挡的区段,无人机的飞行稳定性明显下降;
  • 地面设备无法触及的区域众多,由此留下大片盲区;
  • 构建一个精确的模型,需要投入大量时间与人力。

桁架内部、主梁下方等结构复杂的部位尤为棘手——仅是为无人机规划出一条可行的飞行路线,本身就是一道难题。


灵光 L2 Pro 如何改变作业方式

本次项目采用的是其域创新的 Multi-SLAM 激光扫描设备——灵光 L2 Pro。在全程不使用无人机的前提下,团队完成了整个桥底的三维扫描。

项目数据
扫描时间约30分钟
桥长约1.2公里
扫描速度2-3米/秒
采集方法乘船在桥下进行单次往返

1. Multi-SLAM:一次往返,获取完整三维数据

灵光 L2 Pro 基于其域创新自研的 Multi-SLAM 算法,即便在无 GPS 的环境中,也能稳定地完成位姿估计。在实际作业中,其优势十分直接——操作者乘船沿桥底往返一次,即可完成全部数据采集。这意味着:

  • 无需复杂的航线规划;
  • 不涉及无人机相关的风险与审批;
  • SLAM 漂移被控制在极低水平,数据不会出现重影与分层;
  • 即便面对结构曲面与视觉盲区,采集依然保持稳定。
移动测绘的桥面点云俯视图与单次往返采集轨迹
移动测绘的桥面点云俯视图与单次往返采集轨迹

以如此简洁的采集路径产出高质量三维数据,正是灵光 L2 Pro 在众多 SLAM 设备中的突出之处。

2. RTK:将绝对坐标直接写入数据

灵光 L2 Pro 支持 RTK(实时动态定位),可将准确的绝对坐标直接写入所采集的点云。由此带来的变化包括:

  • 前期准备更为精简,无需布设地面控制点(GCP);
  • 无需坐标校正,即可直接进行 GIS 分析;
  • 可直接对接数字孪生、BIM 与结构分析等工作流。
带绝对坐标的桥梁点云按高程着色,可直接用于数字孪生
带绝对坐标的桥梁点云按高程着色,可直接用于数字孪生

这份扫描数据本身就对齐了真实空间坐标、可直接投入使用,省去了额外的配准环节。


点云数据在桥梁检测中的应用

灵光 L2 Pro 产出的高密度点云,并非仅供观看的可视化成果。在检测与养护工作中,它是可被直接采用的工程数据。

1. 桥梁几何与断面分析

基于点云,可精确测量桥梁断面,以及主梁的高度、宽度与坡度。

三维激光扫描测量得到的桥梁主梁跨径断面
三维激光扫描测量得到的桥梁主梁跨径断面
俯视断面中量测桥面宽度的点云数据
俯视断面中量测桥面宽度的点云数据

2. 基于三维模型的结构检测

依托高密度三维模型,团队可以:

  • 对裂缝位置进行可视化定位;
  • 检查位移与挠度;
  • 识别构件的变形与扭曲;
  • 与历史数据比对,追踪结构随时间发生的变化。
点云扫描得到的桥墩横断面,按反射强度着色可见箱梁结构
点云扫描得到的桥墩横断面,按反射强度着色可见箱梁结构

通过比对跨年度采集的扫描数据,劣化趋势得以被量化。

3. 精确记录难以到达的区域

主梁顶部、桁架内部、管线周边等难以到达、甚至存在安全隐患的部位,均可被精确记录为点云数据,从而让检测更为安全。

激光雷达测绘的桥底箱梁与 V 形桥墩真彩点云
激光雷达测绘的桥底箱梁与 V 形桥墩真彩点云

4. 转换为 Mesh 与 3DGS,搭建虚拟检测环境

灵光 L2 Pro 的点云经后处理,还可进一步转换为:

  • 三维网格(Mesh)
  • 3D 高斯泼溅数据
点云转网格模型得到的桥底与桥墩 Mesh 成果
点云转网格模型得到的桥底与桥墩 Mesh 成果

Mesh 模型

从水面视角观看的桥墩 3D 高斯模型与城市天际线
从水面视角观看的桥墩 3D 高斯模型与城市天际线

3D 高斯模型

由此,检测人员可在 PC、VR 或网页端身临其境地审视桥梁结构,这是纸面图纸与二维照片难以呈现的。


更安全、更高效的桥梁检测

综合来看,灵光 L2 Pro 真正改变的,是桥梁检测的作业逻辑本身:过去依赖无人机、需要反复规划航线,且始终存在难以触及的盲区;如今,一次乘船往返即可获得一份带绝对坐标、可直接用于工程的三维数据,并能延伸为 Mesh、3D 高斯等多种形态,贯穿养护的全生命周期。

对于结构复杂、又对安全与精度高度敏感的桥梁检测而言,这种方法的意义很直接:作业风险更低,数据覆盖更完整,产出的成果也能直接进入后续的工程分析。

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