Airffic Inspection无人机巡检未来指南

ENVIRONMENT / WATER

水、水雾与湿度:无人机在水面上、水雾中和雾中会遇到什么麻烦

跨河桥梁、大坝坝面、码头、海上风机:如此多的资产紧邻水边,而水会浸泡电子设备、欺骗传感器,并吞没一切落入其中的东西。本文介绍如何在水边飞行。

本页内容
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实际发生了什么

水会带来三类麻烦:被淋湿(雨水、水雾和冷凝水侵入电子设备和电机)、被欺骗(水面的反射和透射让相机和测距仪误判高度和速度)、被吞没(落入水中的东西很难打捞或调查)。在海边,盐分还会使金属部件和触点缓慢腐蚀。

情形会发生什么典型结果
水面低空飞行下视相机找不到纹理;超声波/ToF 受波浪干扰位置保持漂移;高度判断错误
平静如镜的水面倒映出天空和结构物相机“看到”水下有物体;落水
溢洪道泄流、水雾、降雨机身沾水电机或电路板故障;镜头上的水滴毁掉图像
雾和高湿度能见度下降、结露视频朦胧;从冷处移到暖处时镜头起雾
靠近海边盐分沉积接插件和轴承腐蚀,寿命缩短
02

应对水的技术

答案分为三部分:保护机体不受水侵、使用不会被水面欺骗的定位方式、把水下工作交给另一种机器。防水性能以 IP 等级(IEC 60529)表示,有些机体具备雨中飞行的等级。但等级是有条件的,它并不保证机体能在持续的水雾或浸没中幸存。

技术工作原理适用场合局限
密封设计(IP 防护等级)密封外壳、受保护的接插件小雨中的检查超出防护等级条件的进水;密封件随维护而老化
RTK-GNSS + 气压高度不依赖观察水面即可获得位置和高度开阔的河流和海面卫星被遮挡的桥下
雷达高度计用无线电测量到水面的距离波浪上方的低空飞行增加重量;难以安装到小型机体
浮筒/可水上降落的机体等待回收期间漂浮在水面海上或湖泊上空的长时间飞行在波浪中翻覆;电子设备仍会进水
水下无人机(ROV)系留式水下机器人大坝进水口、水下码头岸壁、船体浑浊、水流、系留缆绳的处理
疏水涂层、镜头加热器防止水滴和起雾雾或水雾中的拍摄应付不了大雨
空中无人机和水下无人机是不同的工具

水面之上用空中无人机,水面之下用水下无人机(ROV)。无线电几乎无法穿透水,所以 ROV 通常带缆作业。在大坝和码头,请计划同一天两者并用,并在水线处把记录拼接起来。

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在哪里会遇到

检查工作中处处有水:河上桥梁的下方和周围、边坡、堤防和河流、大坝坝面和泄水设施、潮湿的下水道、海上风力发电机、港口和码头沿线,以及船舶和海上构筑物。离水越近,劣化越快,也越难到达。

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选择机型与流程

  • 确定水面飞行方式:贴近水面低空掠过时,选择不依赖下视传感器的设置(GNSS 和气压保持),或手动保持充足的高度。
  • 读懂 IP 防护等级背后的条件:查看厂商关于雨中作业的规定,而不只是数字。飞进正在泄流的大坝水雾中完全是另一回事。
  • 为落水做好准备:在水面作业时准备好船只或浮具用于回收,并决定在什么情况下放弃机体。落水的电池本身也可能构成危险。
  • 冲洗盐分和水:在海边飞行后,擦拭机体并检查接插件和活动部件。切勿在潮湿状态下存放。
  • 防止温差结露:从低温车厢进入潮湿空气,或从寒冷的水边进入温暖的建筑物,先让机体在箱内适应温度再开箱。
  • 水下部分交给 ROV 或潜水员:对于跨越水线的构件,在记录中将空中和水下的视角对应起来。
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安全与规则

在日本,航空法并不一律禁止在河流或海面上空飞行。但水域有各自的管理者——河川管理者、港口管理机构、海上保安厅——根据地点和时间,可能需要许可或备案。航道、渔业区域和已公告的大坝泄洪尤其需要注意。

水下无人机不在航空法范围内,但在港口和航道中适用船舶安全规则。相关:风与紊流、GNSS 拒止、低温与结冰、世界各国法规。

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尚未跨越的壁垒

  • 持续降雨或大量水雾中的检查:即使机体能飞,镜头上的水滴也常常毁掉图像。归根结底仍要等待干燥天气。
  • 浑浊的水:河流和水库往往浑浊,水下相机必须非常靠近。声呐能显示形状,但难以测量裂缝宽度。
  • 水线处的构件:飞溅区被波浪反复浸湿和晾干,腐蚀最快,却无论从空中还是水下都难以成像。
  • 海上作业:从船上起降、涌浪和盐分。海上检查的天气窗口狭窄,仍然高度依赖人员后勤。
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2035年:水边的检查

空中无人机和水下无人机一同出动,把水面上下记录为一个连续的三维模型。耐雨机体和疏水镜头缩短了等待晴天的时间,港口和海上场站设有机库,机体返回后在那里晾干、充电。无需任何人出船,水边资产也能得到定期监测。这是编辑部的展望。

会遇到这种环境的资产

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规则、数字和案例均基于下列来源。未来情景与设计建议是编辑部的观点。

来源已核对: 2026-10-22