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使用基于小型无人机系统的机载成像技术进行桥面检查
16. 摘要 桥梁是交通基础设施系统的重要组成部分之一，对国家经济非常重要，因为它们可以跨越物理障碍，大大减少旅行时间和旅行成本。与其他类型的交通基础设施类似，桥梁也会随着时间的推移而恶化。因此，应定期检查桥梁，以确保其在当前交通条件下的可用性、容量和安全性。随后，各级交通机构（例如联邦、州、地方和部落）投入大量时间和金钱定期监测和检查桥梁状况，作为其基础设施资产管理计划的一部分。这些交通机构使用收集到的数据来做出维护、维修和施工决策。作为桥梁检查的一个重要组成部分，桥面检查确保了桥面上、桥面上和桥面内所有事物的可用性和安全性。传统上，桥面检查是在地面进行的，检查员要么目视检查表面状况，要么解释锤击或链条拖动的声学反馈以确定地下状况。这些传统方法有许多局限性，包括但不限于成本高、劳动密集、耗时、变化性大、需要定期安排专业人员以及不安全。遥感技术的最新进展，尤其是基于小型无人机系统 (S-UAS) 的机载成像技术和基于对象的图像分析技术，已显示出改善桥面检查的前景。该项目探索了基于 S-UAS 的机载成像技术和基于对象的图像处理技术在开发完整的数据采集和分析系统中的实用性，以低成本准确、快速地检测和评估桥面磨损表面和地下损伤。该项目制定了实施拟议的基于 S-UAS 的检查系统的指南，以协助交通运输机构进行劳动力发展和专业培训。
使用小型无人机进行桥面检查...
16.摘要 桥梁作为交通基础设施系统的重要组成部分之一，对一个国家的经济非常重要，因为它们提供了穿越物理障碍的通道，大大减少了旅行时间和旅行成本。与其他类型的交通基础设施类似，桥梁也会随着时间的推移而恶化。因此，应定期检查桥梁，以确保其在当前交通条件下的可用性、容量和安全性。随后，各级交通机构（例如联邦、州、地方和部落）投入大量时间和金钱定期监测和检查桥梁状况，作为其基础设施资产管理计划的一部分。这些交通机构使用收集到的数据来做出维护、维修和施工决策。作为桥梁检查的一个重要组成部分，桥面检查确保了桥面上、桥面和桥面内所有事物的可用性和安全性。传统上，桥面检查是在地面进行的，检查员要么目视检查表面状况，要么解释锤击或拖链的声学反馈以确定地下状况。这些传统方法有许多局限性，包括但不限于昂贵、劳动密集、耗时、变化程度高、需要定期安排专业人员以及不安全。遥感技术的最新进展，特别是基于小型无人机系统 (S-UAS) 的机载成像技术和基于对象的图像分析技术，在改善桥面检查方面显示出希望。该项目探索了基于 S-UAS 的机载成像技术和基于对象的图像处理技术在开发完整的数据采集和分析系统中的实用性，以低成本准确、快速地检测和评估桥面磨损表面和地下损伤。该项目制定了实施拟议的基于 S-UAS 的检查系统的指南，以协助交通运输机构进行劳动力发展和专业培训。
Yelin Jiang -Smerdon气候实验室
[13] 2020-21美国干旱的2020-21，AGU秋季会议，美国旧金山，2023年12月。（海报）[12]陆地大气相互作用和热带南美洲的干旱，在美国帕利塞德的Lamont-Doherty Earth天文台举行的OCP研讨会，2023年9月。（口腔）[11]对热带南美极端土壤条件的水文气象反应建模：方法和物理机制，Nanjing University的大气科学学院，Virtual，2023年3月。（邀请的谈话）[10]解开土地表面状况和内部大气变异性对美国干旱发展的贡献，AMS年度会议，虚拟，2023年1月。（海报）[9]对热带南美极端土壤条件的水文学反应建模：方法论和物理机制，AGU秋季会议，美国芝加哥，2022年12月。（海报）[8]一种新的土壤初始化方法，用于研究中季陆地 - 大气相互作用，CESM工作组，虚拟，2022年6月。（口腔）[7]在热带南美，UCAR土地模型和生物地球化学工作组的季风前季节对极端土壤状况的水文学反应建模，虚拟，2022年1月。（口服）[6]对热带南美最新干旱的生态流水学反应，AMS年度会议，虚拟，2022年1月。（口服）[5]模拟了气候对南美极端土壤条件的建模，美国新奥尔良，美国新奥尔良，2021年12月。（海报）[4]模拟了南美气候对森林砍伐的三十年的反应，美国康涅狄格大学的民用与环境工程系，美国斯特尔斯，2021年4月。（口服）[3]在热带南美洲最近干旱，AGU秋季会议，虚拟，2020年12月的生态杂种反应中的差异。（口服）[2]探索使用区域气候竞争模型，AMS年度会议，美国波士顿，2020年1月。（海报）[1]建模土地覆盖变化对南美地区气候的影响，使用耦合区域模型，AGU秋季会议，美国旧金山，2019年12月。（海报）病房
用于传感表面的超材料皮肤
项目详情：该项目将开发一种用于智能车辆、家电或机器人操纵器的传感表面，该表面结合了本体感受、触觉和多种其他感觉。该表面将采用超材料的形式，其物理特性使其能够出色地控制其表面上的电磁信号流。这种“超皮肤”的优势在于其简单性 - 扩展表面上密集的“超原子”传感器网络将能够仅使用单个电气连接进行本体感受形状确定、损坏检测、附近物体的接近警告以及各种其他形式的感应。如果使用分立传感器和电路（当前的行业标准）制作这种皮肤，那么它可能非常复杂且成本高昂。它将需要许多数据总线线路、信号调节电路和用于过滤的本地处理。此外，它的功耗将使其成本高昂且效率低下。即使将布线内置在结构中，多个传感器也会给原本简单的物体增加很多复杂性。我们的方法截然不同，利用了最近开发的技术，使用超材料及其支持的电磁信号。我们不使用定制电路板或嵌入式线路，而是采用由“元原子”组成的超材料 - 耦合、无源（无动力）电磁谐振器，如开口环。这种 Meta-Skin 只需要在馈电点进行电气连接和处理，每个馈电点都可以处理数百个传感位置。Meta-Skin 的属性源于它能够支持限制在超材料中的电磁表面波（驻波）。我们的创新是利用这些驻波的属性来提供有关表面状况和环境的信息。表面的扭曲、元原子的损坏或附近物体的存在将以可预测的方式改变其驻波，并且可以通过精心设计元原子及其配置来控制这种改变的程度。该项目将以埃克塞特大学现有的工作为基础，并与牛津大学的合作者合作，开发和集成带有这些 Meta-Skin 的传感器，以增加它们可以感知的刺激类型。这将结合超材料、变形结构和其他先进材料的理念，开发用于压力（触摸）、剪切力、温度、湿度等的传感器。该项目的第一年将专注于开发其中一种传感器，然后将其与现有的元皮肤集成。然后将设计更多传感器，并用于创建多感官表面。对于项目的最后阶段，可以选择与牛津大学的合作者合作，将这些元皮肤应用于机器人执行器或智能车辆的组件，并在“真实世界”场景中对其进行测试。该项目将与英国顶尖大学和工业界的合作者合作，将基础物理学推向令人兴奋且具有影响力的现实世界应用。