日本隧道检测无人机技术验证揭示狭小空间作业新方案

发布时间:2026-04-03 09:52  点击:1次

日本首都高速道路株式会社联合首都高技术、JDRONE、KDDI智能无人机及NTT都科摩商务,于2026年2月9日和12日,在首都高速八重洲线隧道通风管道内开展了针对狭小封闭空间的无人机检测数字化验证实验。该实验旨在解决GPS信号缺失、光线昏暗及电磁波屏蔽等极端环境下,利用无人机进行结构物健康检查及灾害现场情况掌握的难题。

传统无人机在隧道通风管道等狭小空间面临巨大挑战,由于缺乏GPS定位且处于电磁波盲区,难以实现稳定飞行和实时信息传输。此次实验通过结合最新通信技术、针对特定机型的飞行控制算法,验证了无人机在结构物健康确认及灾害快速响应中的适用性。日本在基础设施老化加速背景下,对隧道、桥梁等地下设施的自动化检测需求日益迫切,此类技术验证对提升行业安全标准具有重要意义。

实验由五家企业分工协作:首都高速道路负责总体统筹,首都高技术负责安全管理,JDRONE、KDDI智能无人机和NTT都科摩商务分别承担具体实施任务。JDRONE利用360度4K微型无人机,模拟无法进入的井盖上方环境,通过延长天线构建通信链路,实现了从外部对管道内部的远程飞行确认和详细检查。KDDI智能无人机则对比了IBIS2和DJI AVATA 2两款小型无人机在功能与操作层面的表现。NTT都科摩商务利用Skydio X10自主飞行无人机,在东京本公司的会议室远程操控,并通过intdash物联网平台统一管理无人机视频、气体传感器数据及四足机器人信息,构建了综合检测模型。

JDRONE的验证结果显示,微型无人机在直径约60厘米的井盖开口处可顺利进出,无需作业人员进入内部即可完成全管道检查,显著提升了作业安全性。360度相机大幅缩短了检测时间,4K高清影像甚至能清晰识别螺栓和连接部位的细微状况。尽管在长距离飞行(单程约100米)中通信稳定,但实验也暴露出人工操控对飞行稳定性影响较大、粉尘环境对机器的干扰等课题。

KDDI智能无人机的测试表明,IBIS2和AVATA 2在昏暗环境中均保持了良好的飞行稳定性。IBIS2凭借高防尘性能,在粉尘较多的管道内运行顺畅,但需要操作员具备较高熟练度;AVATA 2则因操作简便,更适合快速部署。两款机型在通信距离上分别达到124.3米和161.9米,完全覆盖检测需求。影像质量方面,无人机成功识别了隧道剥落、漏水、钢材腐蚀及0.25毫米宽度的裂缝,证明其可替代部分目视检查。

NTT都科摩商务的实验重点验证了自主飞行与远程操控在电磁波盲区的有效性。利用Skydio X10的夜间自主飞行选项,无人机能更清晰地识别粉尘并自动规避,360度全方位避障功能确保了在复杂环境下的安全飞行。通过CupixWorks工具生成的数字孪生模型,结合四足机器人和气体传感器的数据,实现了多源信息的统一管理,为灾后快速评估和平时维护提供了数字化解决方案。

此次日本在隧道狭小空间无人机检测领域的验证,展示了从微型无人机到自主飞行系统的多元化技术路径,为基础设施运维提供了“非接触、高效率、高安全”的新范式。对于中国庞大的地下交通网络而言,此类在GPS拒止环境下的高精度检测技术具有极高的借鉴价值,特别是在应对老旧隧道维护及突发灾害评估时,可推动国内相关设备研发与标准化作业流程的建立,加速行业数字化转型。

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