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无人机在船舶腐蚀检测中的应用
发布:s0208_2016   时间:2016/12/12 16:35:42   阅读:377 
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图为一架四轴无人机被用来检查MV阿波罗号的油箱。 (照片由DNV GL提供)
 
挪威的船级社DVN GL首次利用无人机协助研究者完成了船只检测。该调查在MV阿波罗号上进行,这是一艘由德国不来梅港的Carl Büttner Shipmanagement 船舶管理股份有限公司所拥有的化学品船。在两天半内,由两名DNV GL测量员在无人机的帮助下完成14个货舱的评估工作。

检查船舱和舱室往往需要花费大量的人力物力,此外检测过程中的环境具有一定危险性。我们需要定期对管道,接入点,设备和涂层状况,腐蚀和损坏的安全系统等结构进行评估。并且,对于今天船只的大小,我们需要对其进行分段,以便测量员进入预定检查的区域进行观察。

通过使用UAV技术,可以确保检测者处于安全的环境中。由于可视化技术和遥感控制的实现,大大的减少了检测时间,降低了检测成本。总成本节省估计在14,000到28,000欧元之间,或者平均到每个货舱是1,000到2,000欧元。使用无人机,对20×30×15米左右的货舱进行完整的近距离测量只需要大约两到三个小时。
 
图为其中一位测量师在阿波罗号的货舱内驾驶无人机。 (照片由DNV-GL提供)
 
为了确保达到所需的安全和质量水平,DNV GL正在制定一项内部指南,以涵盖其无人机辅助测量方法。

为了实现对MV Apollo的结构部件的可视化检测,两个测量师使用配备有DJI Phantom 3相机的无人机,将实时视频传输到平板电脑上。 一个测量员驾驶无人机,而另一个获取相应的图像数据,并完成对部件的检测。无人机上安装了额外的灯,其螺旋桨上也装有保护装置。因为额外的灯减少了无人机的电池寿命,调查团队有六至七个充电电池可用,降落UAV以更换一个新的电池大约需要15分钟。

DNV-GL / IACS要求中规定,由UAV产生的图像必须是从1.5 m的距离捕获的才等于人眼的细节水平。这意味着检测结果可以用于官方调查。多媒体信号也能够被记录被保存下来,用于后期的审查和档案储存。

Carl Büttner Shipmanagement 船舶管理股份有限公司的海事总监兼首席安全官Jochen Huhn说:“使用无人机相对船舱内常进行检查优势十分明显。除了可以大大的节约检测时间,另外一个明显的优势是该检测方法不会对船体的涂层结构进行破坏。我们还对视频的质量和无人机在检查中获得的细节印象深刻。我们相信该技术具有十足的应用前景,也希望该技术能在未来得到发展和改进。
 
图为其中一位测量师在阿波罗号的货舱内驾驶无人机。 (照片由DNV-GL提供)。
 
DNV GL已经测试了无人机在船舱内的使用,并完成了几项利用无人机在欧洲和中国的大型油轮,化学品船和散货船上检查货舱和货舱的测试。2015年12月,DNV GL分级小组完成了几项使用无人机支持波兰格但斯克Remontowa船厂两艘船舶船体检验的测试。

“我们一直在寻找能够通过加速调查过程来帮助我们的客户的方法,”位于格但斯克的DNV GL-海事分类飞行队经理Cezary Galinski说。 “配备摄像头的无人机可以有效地对检测区域进行检测,并且由于其高效性,最终的测试成本也是可以接受的。通过使用它们进行第一次筛查,我们可以快速识别需要更仔细检查的区域,而无需大量分期,这可能既昂贵又耗时。

在检测到任何损坏的情况下,可能仍需要对损坏区域进行传统的特写调查。目前商业上的无人机被没有通过防爆检测,所以验船师在检查之前进行了风险评估,并确保货物无气体,并在无人驾驶操作开始之前获得安全入境证书。

Galinski说,下一步是开发一个更先进的,量身定做的无人机。该集团正在与一个供应商合作,建造一个定制的设备供未来使用。需要解决的一个问题是尺寸。需要一个无人机设计,可以穿过船舶的标准尺寸的井,其尺寸可以小到400×600mm,并且可以由单个测量员轻松地包装以用于运输和部署。该集团所期望的另外的设计改进包括通过使用超声波和基于激光的设备来增加电池耐久性,更好的相机镜头,更高质量的照明以及增强的飞行稳定性。

展望未来,可以使用全自主无人机进行检查。 DNV GL对不同的船体结构进行了建模,这些构建的三维模型可以储存在无人机的内存上。通过这项技术无人机可以迅速根据设定的路线,完成对目标区域的检测,在检测区域完成拍照和视频实时检测。当然通过无线遥感系统,也可以控制摄像头的位置和灯光的光线获取最佳的检测效果。

使用具有先进检测技术的UAV(例如DNV GL的IRIS系统),用于在舱内工作的检查员或测量员的照相机和跟踪系统,可以自动将测量者拍摄的船上照片与船只结构的3D模型内的对应点相关联,可能是朝向自动调查过程的第一步。这将包括使用UAV进行初始勘测,然后通过算法运行所生成的图像以确定船体条件。

在某些阶段,具有其自己的扫描能力的UAV是可行的。无人机可以被发射到空间中,进行扫描,创建3D地图,然后对空间进行独立的勘测。 “但是我们离这一目标仍然还有一定的距离,”Galinski说。

目前,无人机在货舱中自主飞行的挑战是飞机的引导问题。无人机配备有磁罗盘和陀螺仪,因此它们可以由全球定位系统(GPS)引导。然而,GPS在货舱内不工作。这对UAV在没有任何操作者输入的情况下维持舱内的稳定位置造成了挑战。“我们一直在测试其他解决方案,例如气压传感器,但他们没有像我们所希望的那样工作,因为无人机在接近甲板头时产生了一个吃水,这意味着压力不稳定,无人机最终测定的检测值低于实际值”Galinski说。

DNV GL在解决上述问题的同时还在正在制定一项用于进行无人机调查的特别指南,这可能会使远程或自主检查成为调查计划的一部分。

DNV GL还在研究利用无人机和其他设备来检查移动式海上设施(MOU);另一个正在进行的项目是建立一个认证服务,使外部无人机操作员能够对分类的备忘录进行检查工作。

“在接下来的几年中,我们将继续努力扩大无人机的使用方式和我们可以提供这种服务的车站数量。这是一个非常有前景的开端,该技术的应用可以有效地降低检测成本和检测时间。”DNV GL-Maritime的首席执行官KnutØrbeck-Nilssen说。
 
原作:Kathy Riggs Larsen
译者:德馨
译自:materialsperformance
 
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