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场景 | 凌空智眼:无人机AI图谱构建建筑健康“多维感知”新范式

作者:   来源:      发布日期:2025-08-31   浏览:

在城市化进程不断加速的今天,建筑安全与城市更新已成为关乎民生与社会发展的重要议题。装配式建筑作为新型建造方式的典型代表,其高效、环保的优势备受推崇,但同样存在外墙渗漏、构件连接隐患等“隐匿之危”。如何及早发现、精准处置这些肉眼难以察觉的结构问题,成为行业亟需突破的瓶颈。

凌空智眼巡检系统

广西交通职业技术学院低空技术团队紧扣国家“低空经济”战略部署及广西行动方案,依托数智建造专业群的技术积淀与资源优势,以无人机智能巡检技术为核心抓手,融合人工智能(AI)与建筑信息模型(BIM)技术,构建起建筑外墙及结构安全的“无接触、高效率、高精度”监测与诊断体系,真正实现“解码建筑脉络,预见隐匿之危”。

一、政策引领与现实痛点:为什么要做“凌空智眼”?

2024年,“低空经济”首次被写入国务院政府工作报告,明确成为推动经济高质量发展的新引擎。《广西低空经济高质量发展行动方案(2024—2026年)》进一步细化落实路径,提出推进无人机技术在建筑巡检、物流运输等领域的创新应用。与此同时,我国城市更新规模持续扩大,装配式建筑渗漏率不断提升,但建筑运维短板凸显。据统计,在城市更新项目中,仅外墙渗漏一项就占全部病害的30%,而传统人工巡检模式存在效率低、漏检率高、高空作业安全隐患大等突出问题。

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凌空智眼学生团队

针对政策导向与行业痛点的双重需求,广西交通职业技术学院甘政锋等教师牵头,依托广西低空交通创新应用中心科创联盟,组建跨学科研发团队,推动无人机技术与建筑运维场景深度融合,启动“凌空智眼” 项目,核心目标是打造一套更智能、更可靠的建筑健康监测整体解决方案。

二、技术突破与创新实践:无人机如何成为“建筑医生”?

“凌空智眼” 项目的核心技术成果是凌空智眼建筑健康巡检系统,该系统以 “硬件载体 + 算法模型 + 管理平台” 为三层架构,实现从数据采集到决策输出的全流程智能化。

(一)系统硬件载体:高精度数据采集终端

“凌空智眼”系统以大疆MH300工业级无人机为标准载体,搭载“高清可见光相机 + 红外热成像双光传感器” 组合模块,可见光相机可捕捉建筑表面细微裂缝,红外传感器能穿透表层检测墙体内部渗漏,同时支持自动巡航路径规划、实时图像采集与数据回传,解决传统人工巡检 “看不到、传不快” 的问题。

(二)核心算法与技术支撑:实现 “从数据到病害” 的智能转化

巡检系统的核心竞争力在于底层技术突破,项目团队围绕 “数据处理 - 病害识别 - 建模分析” 构建三大关键技术模块。

1. YOLO-based 病害智能识别技术:集成 YOLO 视觉识别算法,接入 DeepSeek AI 引擎进行模型训练,针对渗水、裂缝、霉变等建筑常见病害优化识别参数,实现病害精准识别与位置标注。

2. 装配式构件三维实景建模技术:自主研发装配式构件三维实景建模软件,通过无人机采集点云数据构建 1:1 等比例建筑三维模型,为巡检提供 “基准模型-实际状态” 的比对依据,解决传统 2D 图纸无法直观呈现结构隐患的问题。

3. 5G+边缘计算协同技术:在无人机端部署轻量化边缘计算模块,结合 5G 网络低时延特性,实现巡检数据的实时预处理,提升复杂环境(如高层建筑群、强电磁干扰区域)下系统的稳定性与响应速度。

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团队成员开展研究

(三)管理平台:实现 “病害 - 报告 - 决策”

闭环项目团队基于 Ruby on Rails 框架与 MySQL 数据库,开发 “凌空智眼建筑健康管理平台”,具备三大核心功能:

病害可视化:将 AI 识别的病害数据叠加至建筑三维模型,直观呈现病害位置、类型、严重等级;

报告自动生成:支持按项目周期输出巡检报告(含病害统计、风险评估),大幅提升报告生成效率;

维护决策支持:基于病害发展趋势模型,给出针对性修复建议(如渗漏点注浆方案、裂缝加固工艺),为建筑运维提供数据支撑。

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关键技术研究

(四)系统应用案例:从实训室到实际场景的验证

巡检系统不仅适用于新建建筑,更在老旧小区改造中发挥重要作用。团队曾在某总建筑面积约10.8万平方米、层高近百米的改造项目中,系统高效完成全区域巡检,精准识别出多处潜在渗漏点(含部分人工巡检未发现的墙体内部渗漏),并输出修复优先级方案,为项目节省后期维护成本,充分验证了系统的实用性与经济性。

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飞控训练

三、产教融合与人才培育:做得好,还要教得好

作为高职院校,广西交通职业技术学院始终坚持“以产促教、以教强产”。“凌空智眼”项目不仅是技术研发成果,更成为多学科交叉、多专业协同的综合实践平台。项目组建了包括深化设计、生产建造、开发运维、智慧管理在内的四个工程师小组,学生在教师与企业导师共同指导下,全面参与从技术研发到实地应用的全过程。近年来,项目团队已获得国家级奖项1项、省部级4项、校级奖项20余项,申请专利3项、软件著作权2项,发表论文3篇。一批具备“工匠精神+数字技能”的新型职业人才正从这里走向行业,成为推动建筑智能化转型的中坚力量。

四、应用价值与社会影响:小技术,大作为

“凌空智眼”不仅是一项技术创新,更具有显著的社会与经济效益。可推动无人机巡检员、三维建模工程师等新职业发展,同时,通过提升建筑质量与延长使用寿命,显著节省后期维护成本,契合绿色低碳发展理念。

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五、结语:展望未来,智建美好家园

无人机技术赋能建筑运维,不仅是一场技术革命,更是一种发展理念的升级。通过“凌空智眼”项目,实现了从课堂到工地、从理论到实践的无缝衔接,展现出职业教育在响应产业需求、服务地方发展中的重要作用。未来,学校将继续推动装配式建筑、低空经济、人工智能等前沿技术的深度融合,进一步拓展无人机在桥梁、隧道等多领域的应用,为智慧城市与可持续发展提供坚实技术支撑和人才保障。



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