转载丨我院张小虎教授团队在无人机集群动态高精度观测方面取得新进展
中大新闻网讯（通讯员诸葛盛）无人机集群可抵近观测大范围场景，实现多视角和大时空范围覆盖，在大型结构和多目标观测方面具有独特的优势。传统的无人机测绘技术的测量精度受限于无人机自身的定位精度，在现有的技术手段下对目标观测精度只能达到厘米级。针对这一技术瓶颈，中山大学航空航天学院张小虎教授团队提出了一种基于主动式动态基准的高精度无人机集群观测技术，使无人机集群针对大尺度目标的测量精度达到了毫米级。
该技术已在大跨度桥梁挠度测量中得到验证。桥梁挠度测量是桥梁运营期间结构健康监测的重要研究内容之一，可用于评估桥梁振动模态、负载情况以及潜在的结构危险。无人机集群测量桥梁挠度原理如图1所示，搭载激光器的无人机将共面激光束投射至桥墩与桥梁待测部位建立观测基准，观测集群中的各无人机抵近观测其视场内的激光点与桥梁局部特征，进一步，提取出激光光斑与桥梁特征点的图像坐标，基于建立的观测基准以及激光光斑相对桥梁局部特征点的坐标，修正观测集群中的各无人机的位姿扰动误差，最后估计得到桥梁的动态挠度值。此方法经实验室条件下模拟桥梁验证，测量结果均方根误差(RMSE）小于0.5mm，并于2020年在贵州省遵义市桐梓县土地庙二号大桥展开实际桥梁测量实验探讨了该方法在实际应用中的可行性（图2）。
图1 无人机集群测量桥梁挠度原理
图2 实际桥梁挠度测量场景与集群无人机视觉影像
研究成果“Non-contact Deflection Measurement for Bridge through a Multi-UAVs System”已在工程技术领域顶级期刊COMPUTER-AIDED CIVIL AND INFRASTRUCTURE ENGINEERING（中科院一区，IF=11.775）上发表。此工作由中山大学独立完成，航空航天学院为第一单位，航空航天学院博士生诸葛盛为第一作者，张小虎教授为通讯作者。该研究在国家自然科学基金（U1734208）支持下展开。
