1 面向智能建造与运维场景的无人机装备研发
1.1 复杂环境下无人机自巡航路线规划算法与可靠性保障研究
- 研究面向大跨桥梁结构的无人机自主巡航检测与定点检测的随动路径优化与飞行控制技术与平台，实现无人干预条件下的自动检测信息获取；
- 低温环境下无人机平台能耗保障优化算法研究，提升无人机在高寒地区冬季工作的可靠性；
- 开展大风条件下无人机进行复杂结构体系检测过程中自动避障动作算法研究，提升无人机检测过程的安全性
- 开发基于视觉的自主导航系统(基于自然地标)，研究基于双目视觉 SLAM 方法的飞行控制理论
- 建立桥梁检测无人机飞行模式数据库，针对不同结构类型指定设计特定飞行模式的参数和飞行区域定义，建立考虑被检测桥梁构件几何形态特征与力学行为模式的子结构飞行模式调控方法
1.2 基于知识机器学习的桥梁损伤检测新模式研究
- 开展基于无人机桥梁检测平台的图像采集、物体检测、目标分组、损伤检测与评估数据链系统集成研究，建立用于机器学习的数据资源库；
- 基于特定结构类型、特定设计指标的桥梁力学行为演变模型研究，研究基于物理规律的数据预处理、桥梁结构受力行为模型设计、基于知识的 AI 训练过程惩罚与激励机制设计的知识嵌入模式构建方法研究；
- 基于数据驱动的桥梁状态评估、预测方法研究，以及桥梁力学行为控制方程的数据挖掘方法研究
- 基于Integral Channel 技术，研究检测对象图像特征提取方法；基于“模块最大化”（Modularity Maximization）社区检测算法，研究被检测图像区域分类方法。
1.3 基于双目深度视觉的桥梁三维场景重建方法研究 / 施工现场全过程三维实时重建技术研究
- 研究基于计算机双目视觉倾斜摄影的桥梁高清表观病害信息宽域自动获取技术，实现对桥梁结构图像信息的自动获取和自动测量；
- 研究基于移动平台的桥梁结构形变连续视频观测技术，实现对运营期间桥梁线形变化的高精度测量；
- 研究基于计算机视觉的混凝土表观病害自动识别与定位技术，实现结构病害状态等级的自动评估与病害位置标记
- 研究考虑机载相机曝光时间、快门速度与无人机飞行位移、速度等参数匹配的概率分布模型，提升获得高质量空中照片的可能性；
- 研究从运动中获取密集结构的分层图像处理算法，开展捕获点云的质量、局部噪声水平和渲染损坏连接能力的分析，基于 DSfM 算法和图像语义分割技术建立校正图像透视的几何畸变方法，并研究基于摄影测量技术的二维图像集转换三维点云模型方法
- 基于计算机双目视觉技术的施工现场设备、构件等对象自主识别方法，实现对桥梁结构图像信息的自动获取
- 研究基于Visual SLAM算法的施工现场实时三维重建理论方法与基本流程
- 研究从运动中获取密集结构的分层图像处理算法，开展捕获点云的质量、局部噪声水平和渲染损坏连接能力的分析，基于DSfM算法和图像语义分割技术建立校正图像透视的几何畸变方法
1.4 基于多相视觉技术的施工质量外观检查理论方法与无人机检测装备研发
- - 基于无人机桥梁检测平台的图像采集、物体检测、目标分组、损伤检测与评估数据链系统集成研究
- - 混凝土表观质量病害的机器视觉识别、评估方法研究
- - 基于特定结构类型、特定设计指标的桥梁构件表观病害溯源研究
1.5 智慧工地系统集成条件下的4D BIM施工过程智能监控方法研究
- - 基于机器视觉算法的无人机三维点云数据的BIM模型快速更新技术
- - 研究基于无人机视觉数据驱动的施工进度预测、评估方法与模型
- - 研究基于无人机自主巡检的施工现场安全风险识别与预警方法
2 基于物联网技术的智慧桥梁系统研发
2.1 基于云边协同的传感器网络构建
- 开展基于云计算-边缘计算技术的低功耗智能装备研发，减少无人机自动检测系统与桥梁智能监测服务器端控制中心之间的冗余通信；
- 建立基于物联网体系的智能传感器网络系统组成与数据链构成和交叉验证机制，实现无人机平台对病害程度的自主评估；
- 研究基于机载智能开发板为控制中心的传感器网络系统，实现对桥梁结构内部布置的应变、温度、加速度，以及周边环境监测传感器监测数据的统一管理、通信协同与数据预处理；
- 建立基于机器视觉的图像数据与风速、温湿度等桥位处环境监测数据，以及应变、加速度等桥梁工作状态监测数据之间，不同类型、不同复杂程度的多源数据之间融合评估理论与方法。
2.2 智能施工控制在线监测系统
- 利用Python Django框架搭建施工过程传感器监测平台
- 基于树莓派的传感器网络系统构建
3 面向区域交通网络的灾害韧性问题
3.1 自然灾害情境下区域危险性分析模型
- 针对地震、洪水、滑坡、风暴浪潮、百年一遇暴雪等重大自然灾害，构建灾害源、灾害传播和场地模型
- 识别灾害模型关键参数，考虑灾害时间随机过程特性，通过确定性和概率危险性分析，研究灾害危险性解聚方法，获得不同灾害情景的设定强度分布，
- 构建灾害场，建立自然灾害情境下区域危险性分析模型
3.2 突发事故情境下区域危险性分析模型
- 针对运营和生产故障等突发事故，研究以剩余通行能力、节点容纳能力等参数的突发事件危险程度表征方法；
- 以事故树理论为依据，建立突发事件下交通基础设施网络韧性演变因子体系；
- 研究突发事件影响在交通基础设施网络中的传播规律，建立突发事故情境下区域危险性分析模型
3.3 多灾害耦合情境下区域危险性分析模型
- 考虑灾害发生的级联性或诱导性特点，研究灾害源模型参数之间相关性，通过条件概率分析和全概率定理，研究灾害联合危险性分析方法；
- 针对不同原生灾害和次生灾害，根据灾害源变量、灾害传播变量、场地变量、灾害强度参数，构建多种灾害情景的危险性分布矩阵。