Fjärrkontroll av betongsilor baserad på UAV och datorseende

Artikelförfattare: Ali Mirzazade, Cosmin Popescu och Björn Täljsten, Luleå tekniska universitet

Följande artikelbelyser potentialen att digitalisera tillståndsbedömning för stora byggnadskonstruktioner med hjälp av fjärrinspektion i kombi­nation med datorseende. Målsättning är att utföra flygfotogrammetri för att kartlägga det befintliga tillståndet hos konstruktioner, möjliggöra inspek­tion av svåråtkomliga områden och identifiera skador – till exempel sprickor, delamineringar och korrosionutfällningar. Tillvägagångssättet demonstreras genom fullskaletillämpningar på betongsilor.

Tillförlitliga inspektioner av betongkon­struktioner spelar en viktig roll under deras livslängd som en del av proaktivt underhåll där framtida förändringar eller försämringar kan förväntas. Orsaken till inspektioner kan variera, men beror till exempel på misstag i konstruktions- eller utförande, olika nedbrytningspro­cesser, eller som i vissa fall ändrade krav eller regler. Att identifiera eventuella tecken på förändring genom periodiska in­spektioner är av största vikt för funktion och säker­het. Samhällskritiska anläggningar är till exempel broar, dammar, kyltorn, skorstenar etc., och innebär betydande utma­ningar för de som ska inspektera. En helt manuell inspektion är inte bara tidskrä­vande, utan också i de flesta fall också subjektiv utifrån inspektörens erfarenhet och kunskap samt starkt beroende på omgivningens påverkan. Därtill kan i vissa fall den personliga säker­heten diskuteras. Mätningarna och observationerna dokumenteras vanligtvis i form av fältbesikt­ningsan­teckningar, frihandsskisser och fotogra­fier. Vidare blir kunskapsöverföring från en besiktningsperiod till en annan utma­nande när successiva undersökningar utförs av olika besiktningsmän. Därför finns det ett stort behov av nya inspektions­tekniker som minskar stör­ningar och för­bättrar effektiviteten och tillförlitligheten av traditionella visuella inspektioner.

För att hantera detta syftar moderna me­toder till att ersätta manuella processer med mer sofistikerad, automatiserad de­tektering av förändringar och skador. Ett av de viktigaste tillvägagångssätten som används för sådan automatisering är dator­seende tillvägagångssätt som förvärvats av till exempel obemannade flygfarkoster (drönare).

Fjärrinspektion

Användningen av ny teknik inom bygg­branschen ökar. Detta gäller särskilt för optiska metoder – avancerade alternativ till visuell inspektion där objekt avbildas med kameror med hög precision och hög känslighet. Den aktuella utvecklingen in­kluderar också artificiell intelligens (AI), Building Information Modeling (BIM) och Maskininlärning (ML) baserad på Convolutional Neural Network (CNN) (På Svenska konvolutionellt neuralt nätverk). Under de senaste åren har ML-modellerna använts mer och mer då verktyget använder klassificerings- och segmenteringsmodeller för att automatisera sprickdetektering i betongkonstruktioner, med tonvikt på sprickidentifiering, kategori­sering, spricklängd och breddmätning.

Här presenterats ett tillvägagångssätt för fjärrinspektion av betongsilor genom till­lämpning av hybridmetoden för drönarskanning och ML-teknik, för att säker­ställa en korrekt utvärdering av dess ska­dor. Metoden innebar att vilken större anläggning som helst kan inspekteras på distans, medan lokaliseringen och kvanti­fieringen av skadorna kan utföras någon annanstans.

Fjärrinspektionstekniken kompletterar traditionella inspektioner genom att in­kludera drönarskanningsteknik för att få
bilder/videor av hela anläggningens yttre områden, och kraftfull maskininlärnings­teknik för att möjliggöra snabbare och mer exakta utvärderingar. Den insamlade data­mängden kartläggs sedan och dokumen­teras till en interaktiv 3D-modell.

Läs hela artikeln i Bygg & teknik 6/2022.