日本基础设施老化问题日益严峻,隧道、下水道等地下设施因缺乏卫星定位信号(GNSS)而长期面临检测难、成本高、人力不足等挑战。京都大学工学研究科特定研究员西野朋季博士正与日本知名企业JVC建伍合作,开发一套能在无GNSS环境下实现高精度定位与异常检测的新技术,旨在通过AI与多传感器融合技术革新基础设施维护模式。
该项目依托日本国土交通省主导的“提升道路政策质量的技术研发”计划,核心目标是解决传统人工目视检测效率低、风险高的问题。西野博士指出,当前基础设施点检高度依赖人工,不仅受限于日本严重的人口老龄化与劳动力短缺,且随着设施老化,事故风险显著上升。新技术通过整合图像识别、距离测量与AI算法,有望实现低成本、高效率的自动化检测。
该技术具备三大核心优势。首先,采用先进的图像解析技术,能够捕捉肉眼难以察觉的微小裂缝或变形。其次,创新性地应用“传感器融合(Sensor Fusion)”技术,将图像数据与距离信息在空间上**对齐,解决了传统摄影无法准确定位缺陷位置的问题,从而大幅提升异常检测的精度。第三,利用GPU微控制器进行边缘AI处理,无需依赖云端即可实时完成数据分析,确保诊断结果的高可靠性。
在硬件设计上,该传感器融合相机系统总重量仅约500克,极轻的体积使其能够轻松搭载于无人机或小型移动设备上,特别适用于人员难以进入的封闭地下空间。目前,项目正处于研究开发与实地验证阶段,基础AI技术已获验证,正重点进行隧道等真实环境下的数据采集与测试。西野博士预计,结合日本国家项目与地方自治体的合作,该技术有望在数年内从实验阶段走向实际应用,甚至可能加速推广。
除了隧道,该技术还计划拓展至上下水道等地下管网系统。日本京都市上下水道局等机构已参与讨论,评估其在解决“地下黑箱”检测难题中的实际价值。未来,该团队希望以隧道检测技术为基石,构建覆盖地下空间的整体监测体系,最终实现早期发现隐患、预防灾害的“防灾技术”目标,同时保障检测人员的安全,降低社会维护成本。