桥检无人机的航线规划综述

随着无人机技术的发展，无人机被应用在更多行业中，在工程应用中合理的航线规划至关重要。本文以桥梁病害检测为应用背景，总结了近年来常用航线规划算法并对其进行分析，然后简单分析了航线规划软件的发展，最后展望了未来航线规划的发展。

近些年来，中国经济迅速发展，而交通与经济的发展相辅相成。在我国，桥梁的建设是发展交通的重要环节。所以近年来，我国桥梁建设得到了很大发展，港珠澳大桥、北盘江大桥、金沙江大桥、丽江大桥等超高难度大桥的建成，无不彰显着我国的综合实力[1]。随着桥梁数量的增多，桥梁的日常维护以及检修工作也越发繁重。目前桥梁检测工作主要是通过人工目测加上采用一些仪器设备进行现场测试、荷载试验及其他辅助性试验来进行的[2]。仪器设备主要是借助桥测车，然而桥检车存在价格昂贵、体积大以及定制困难等缺点。在实际工程中就需要灵活性高，安全可靠的且成本较低的检测设备携带检测视频设备到达工作人员不方便到达的地方， 然后将检测素材传回到检测系统， 以方便得出相应的检测报告。

随着无人飞行器的普及率越来越高，其应用领域也是越来越广。无人飞行器(UAV)以其轻巧、灵活的特点搭载高清摄像头等设备可以完成多个工程任务。将无人机技术应用在桥梁病害检测系统中，已成为未来桥梁病害检测的一种重要手段[3]。同时无人机存在目视操作困难，电池容量小，极易受风影响等缺点，因此如何提高无人机检测效率，保障飞行安全是桥梁检测无人飞行器系统面临现的实问题，其关键技术之一是对无人机的飞行轨迹进行合理规划[4]。

在无人机桥梁病害检测系统中，航线规划系统在其中占有重要地位，是指导其硬件系统正常工作的关键因素。在桥梁检测应用平台，航线规划系统功能是规划出满足桥梁检测任务要求的航线。以下是该应用平台系统组成示意图，该系统由不同模块组成：导航模块、控制模块、信息采集模块、桥梁检测分析模块等。无人机技术属于信息采集模块：利用无人机携带云台采集桥梁信息，作为桥梁检测分析模块的信息来源。所以在如下图1 所示的无人机桥梁病害检测系统中，无人机的航线规划十分重要。

Figure 1. UAV bridge inspection system 图1. 无人机桥检系统