100个南京特检闪光点·第4期 | 告别人工攀爬！看大型设备无人机 智能检测攻坚之路
百米高的起重机上，检验人员系着安全带，在钢梁间攀爬，为能查清主梁下盖板、臂架、塔帽等关键部位和隐蔽结构处是否存在裂纹、缺陷，常常需要手持检验检测仪器，高空作业数小时——这就是传统大型起重机械检验的危险日常。
“能不能借助无人机，实现人员难以到达部位的精准检验？”检验人员这一质朴想法，点燃了南京市特检院科研团队的创新火花。然而，当团队找遍市面上的无人机后，发现无论在飞行稳定性、数据采集精准度，还是复杂工况适应性等方面，均无法满足大型工业设备检验检测严苛要求时，团队毅然踏上自主研发之路。
“倒着飞的高清相机”
针对大型设备具体工况，以王会方、胡静波、庆光蔚、倪大进、周前飞等技术骨干组成的项目团队，率先探索解决人员难以到达部位检验的行业难题。受车间倒置设备启发，提出“倒置式工业级无人机专用检测平台”设计方案，经团队成员不懈攻关，成功设计出一款材料轻便、结构稳定、云台垂直方向俯仰角范围能达到±90°的专用检测平台。
为提升图像采集清晰度、降低无人机撞机风险，蒋铭、王爽、唐海龙三位工程师和范立强博士，则开启了适配相机“海淘之旅”，通过查阅国内外海量资料、跑遍各大设备展会、经历无数测试，最终找到一款像素1600 万，在起重机检验的复杂现场，达到3m远距清晰分辨0.1mm宽的裂纹的理想相机。
开展无人机检测系统测试
“无死角的路径规划”
攻克图像采集难关后，结合实际检验现场，团队飞手宁士翔、李飞、曹钦华三位工程师通过模拟各类环境和测试，经过数万次数据分析，不断优化检测路径，团队设计出“基于梳状路径全覆盖轨迹规划及定点巡航的自动巡检方法”。采用这种方法检测，可实现难以到达部位图像的全方位采集和实时显示，为实现大型起重机关键部位和隐蔽结构处多方位、无死角检测打牢了基础。
开展无人机检测路径测试
开展无人机检测现场测试
“高精度的缺陷识别”
在图像采集小组攻克难关之际，算法小组也在持续突破缺陷识别与分析技术瓶颈，通过一次次梳理数据、比对图像、调整算法，他们提出一种“基于深度神经网络的起重机械机构缺陷图像处理算法”，经过深度研究神经网络原理、开发相应检测软件，缺陷检测识别准确率得到大幅度提升，达到90%以上，一台大型起重机械的检测时间则缩短至10分钟。
开发无人机智能巡检软件
从“只想让同事降低风险”的想法，到“闯出一条新赛道”，科研团队先后突破了大型设备复杂结构件无死角成像、高清图像实时采集传输和多尺度、多类型缺陷精准检测评价等难题。2024年获得中国检验检测学会科学技术奖二等奖、第十八届“振兴杯”全国职业技能大赛(职工组)专项赛(创新创效竞赛)全国决赛铜奖。
如今，这套成熟的系统，已广泛应用于大型起重机械的检验检测、日常巡检、安全评估和监督检查各环节，拓展应用至大型游乐设施、军用球罐、工业管道、风电机组、3D打印工件等多类设备的缺陷智能检测，得到相关行业领域广泛关注，并与多家特检机构、中建三局、港口企业达成合作。
大型起重机械无人机检测现场
大型游乐设施无人机检测现场