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深圳70层高楼发生晃动,建筑也要按时“体检”!上海这群年轻人想了个好办法
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来源:上观新闻 作者:刘雪妍 2021-05-20 18:00
摘要:这群高材生,如何用无人机来为城市安全保驾护航 ?

5月18日中午,深圳华强北赛格大厦发生摇晃。网传视频显示,这栋70多层的玻璃幕墙建筑摇晃幅度明显,有大批市民紧急从大楼内疏散至楼下空旷区域,目前原因还在核查当中。

与高层建筑有关的安全问题,最近频频引发讨论。5月10日,武汉突遭10级雷暴大风,两名工人在对玻璃幕墙进行保洁时,被困在摇摆的吊篮之中,数次被大风砸向楼宇,不幸遇难。

对建筑而言,定期的巡查检测很有必要,那什么方式最便捷?“利用无人机,我们可以快速地为建筑提供一份‘体检报告’,准确指出问题,连一根螺丝钉都不放过。”施维说。他是上海狮尾智能化科技有限公司(简称“狮尾”)的创始人。

印象中,无人机可能更多是在旅游、户外运动或影视拍摄中使用的,更像一个“大玩具”或“会飞的摄像机”。而“狮尾”制造的无人机,能在各类工业场景中一展身手,包括玻璃幕墙巡检、交通巡逻、消防救生等等。这家科创企业2019年落户张江,团队的研发人员占比70%以上,是一个典型的技术驱动型创业公司。

给玻璃幕墙做“体检”

相比开阔的农田或山峦,城市的飞行环境很复杂,高楼之间的风口、复杂建筑物造成的视觉死角,都是挑战。而且无人机要是在城市内“炸机”,可不是砸坏花草树木这么简单,可能会带来人身风险。

那么,在城市环境中,无人机如何发挥作用?

以玻璃幕墙为例。近年来,外形精美、透光性好的玻璃幕墙深受开发商青睐,在超高层建筑中更是成为许多建筑师的“不二选择”,但危险也随之而来。

“玻璃幕墙坠落的原因很多,可能和框架变形、房屋下沉、温差变化、本身质量都有关系。”施维介绍,玻璃幕墙的黏合剂寿命一般为8-10年,五金件也会随着时间的推移松动、磨损甚至是断裂,这些都是安全隐患。但在生活中,很多问题很难用肉眼观察到,一旦发生事故,就会有严重的后果。所以,玻璃幕墙要定期进行检修和维护。

2011年公布的《上海市建筑玻璃幕墙管理办法》中规定,玻璃幕墙工程竣工验收1年后,每5年进行一次检查。但检测一次并不容易,涉及高空部位,往往需要借助人工吊篮或望远镜灯。“蜘蛛人”要悬停在大楼外侧,通过绳索从顶楼一层一层下降检查,既费时费力,又有安全风险。

有的工程检测公司负责人抱怨,“每平米检修费4-10元。1万平米的玻璃幕墙,收费5万左右,委托方还觉得贵。这工作真是高风险、低收益,我们需要3个人耗时1周才能完成现场检查,出报告还要两周时间。”

“他漏了一条,人工检测除了低效,还有不少视觉死角。无人机正好能解决这些痛点。”施维和团队抓住这个信息,开始做定向研发。

他们开发了INSKY无人机幕墙检测系统,只需设定好三维巡检路径,无人机就可以代替“蜘蛛人”,对建筑进行自动巡检,避免了人员高空作业的安全风险。通过人工智能自动分析比对,就能识别出存在隐患的玻璃。完成巡检后,系统会根据检测状况自动出具报告,平均只需一天就能完成工作。

“传统无人机基于2D平面规划航线飞行,无法在城市立体建筑下作业”,说到技术优势,施维拿起手中的矿泉水比划,“像这个水瓶一样,建筑物造型各异,技术难点在于如何快速找到包络面,确定巡航路线。”他们针对立体场景率先实现了3D航线规划,让无人机可以在精确的时刻点到达三维空间中的任意位置。

目前,上海陆家嘴地区的一些大型玻璃幕墙建筑,已经在使用这套系统进行安全巡检了,该公司还帮助市住建委完成了一些玻璃幕墙高空风险的预警工作。

飞在数字化城市中

除了提高效率,无人机还能提供安全保障。

今年3月,黄浦区一个小区内,一块约5平方米的水泥外立面从15层的高楼脱落,一名路过的行人不幸被砸中身亡。事发后,“狮尾”接到了黄浦区政府的两个项目,需要采集和分析一批房屋的数据。

普通建筑外墙面的情况比玻璃幕墙复杂,他们针对墙面特性,专门开发了一些智能模块,做了定制化服务。

城市不断发展更新,原有的基础设施也在一天天变老,需要更多的维护,清楚了解每块砖瓦的情况是维护的前提。

“狮尾”也会接到一些老旧城区改造的调查统计工作。以前,这种项目需要投入大量人员及时间。工作人员常常顶着烈日,穿行于各个小区之间拍摄素材。一片3平方公里的老旧城区,需要20个人用整整一天才能完成拍摄采集。而同样一片区域,用一架无人机,能在一天时间完成三维建模拍摄,不仅数据呈现从二维变成了三维,许多角度还是人工拍摄捕捉不到的。

“最近一家合作单位在对一座大桥桥面进行铺装检测,也使用了我们的无人机。人不需要走上桥面检查,只要坐在办公室里,就能用电脑建模,完成整个桥面铺装的检查工作。”施维说,这项工作2天就完成了,以往至少需要整个团队工作一周。

在港口码头的检测中,为了检查码头水面下的部分有没有因为海水的长期侵蚀而损坏,需要等到退潮时,工作人员才能到达现场去拍摄细节照片,后期根据照片匹配对应的位置难度不小。

而通过无人机建模,这些问题可以迎刃而解。将码头模型装入无人机拍摄的高清图片中,就能自动匹配位置,直观展示出部位的缺陷。

工程检测、设施建造、消防安全、交通运输、电力线路巡检……“狮尾”开发了很多无人机数智化建模的应用场景。他们还独立研发了支持城市飞行的空中物联网平台,能实现厘米级高精度实时定位。“我们正在开拓工业无人机的物联网新疆界。”施维认为,上海正在推进城市数字化转型,对于无人机和人工智能领域的发展是一个很好的契机。

5月15日,施维和公司的无人机技术专家杜家豪受邀参加了第二届上海创新创业青年50人论坛。他们都对中国工程院院士、阿里云创始人王坚的一个观点印象深刻——“城市数字化转型是一个百年未遇的机会。通过规模庞大的数据和计算能力,城市自身的发展会产生一种新的智能。”在这个智慧城市里,他们相信,无人机数智化建模也将深入到各个细小枝叶中。

飞机发烧友

张江科技园里,“狮尾”位于祖冲之园边上,一个创客空间的地下一层。这里俨然是个大学航模社:各式各样的无人机,从几十厘米到两米不等,机身没有装外壳,导线不安分地裸露着,随时等待着新的调试。旁边的电脑上,一群人在忙碌地修改着参数。

“是不是有些车库创业的感觉?”杜家豪笑着说。“我们这是‘地库’创业。”施维接上话。“车库”对科技创业者来说意义非凡,苹果、谷歌、亚马逊等很多优秀的世界级企业都诞生于车库。

施维

杜家豪

杜家豪是土生土长的澳门人,话不多,身上有着技术人员特有的沉静气质。小时候看科幻和动漫,他认为宇宙地理大发现的时代就要到来了,星际移民的桥段在他心里埋下了种子。

2012年从北京大学硕士毕业后,杜家豪来到上海,加入霍尼韦尔公司。他和施维等同事一起,在C919的现场负责飞行控制系统集成与开发,总是捧着笔记本,围着大飞机转,每天工作虽辛苦却收获很大。上海国际化的环境,顶尖的平台和技术氛围,汇聚了海内外领域内的精英,不少人都是天文、航空航天爱好者,大家有时还会一起组装无人机在空地里试飞。

启动,滑行,机头昂起……2017年,大飞机从浦东机场首飞起飞。“看到直到飞机平稳顺利落地,心里还充满激动。后来,每次在机场听到发动机转动的声音,我总能找到心中那份澎湃的共鸣。”杜家豪说。

大飞机首飞后,他们想尝试做自己的小飞机。可是跳出“舒适圈”来创业,是一个重大决定。2019年,施维察觉到国外城市低空飞行器的研发应用正在加快,国内众多城市相关的应用场景亟待开发,和杜家豪等同事好友一拍即合,开始创业。

公司的地点果断选择了张江。“张江是国家级高新技术园区,是上海科技人才最密集的地方,园区也为我们的创业提供了很多支持,帮忙对接客户,介绍上下游企业,还让我们从各个角度拍浦软大楼。”施维说,园区的很多资源都非常宝贵,为创业初期的公司带来了很大帮助,疫情期间还减免了部分房租。政府的各项帮助,让他们更能埋头研发。

最近,他们正在研发可以贴墙作业的无人机,用来完成桥底、高空等复杂环境的作业任务。杜家豪说:“客户不断提出新的需求,我们来进行技术攻关,这就是研发的乐趣。而产品被客户认可,则是创业的乐趣所在。”

栏目主编:王海燕 题图来源:施维(左一)在极客文化节上
本文照片由采访对象提供,部分来自公众号“INSKY英空飞叠”
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