國科會工程處113年度產學合作計畫優良成果

用無人機和AI守護我們的城市：智慧巡檢技術創新

你是否想過，城市的橋梁、道路、港口等公共設施，是如何被定期檢查和維護的？過去，這些工作需要工程師到場、手持設備一一檢查，不僅耗時、耗力，也有不少風險。但隨著科技進步，現在我們可以用無人機搭配人工智慧，打造智慧化的監測系統，大大提升巡檢效率與精準度。

國立臺灣大學土木系韓仁毓教授領導研究團隊開發的「整合無人飛行載具空間測繪管理資訊系統平台」，在創新的學術成果之外，更是將前沿科技轉化為實際應用的最佳範例。

整合無人機與AI，打造數位監控平台

本研究的核心，是發展一套結合無人機(UAV)、人工智慧(AI)、地理資訊系統(GIS)與雲端平台的數位監控系統。簡單來說，就是利用無人機拍攝地面設施的影像，再透過AI自動分析畫面，協助管理單位快速掌握現況，甚至提早發現潛在問題。

這個系統的最大特點，就是「自動化」。從無人機的航線規劃、影像拍攝，到AI分析與資料視覺化，全流程都可由系統自動處理，大幅降低人力需求。

例如，傳統巡檢港口設備可能需要由工程師搭船逐一檢查，如今無人機飛一圈即可完成拍攝，再由系統判讀是否有異常。若發現某處設施損壞，平台可立即提醒管理者，節省了大量時間與成本。

圖一、管理平台頁面

技術細節不簡單

雖然對使用者來說，整個流程操作簡單明瞭，但背後包含了許多高端技術的整合：

1. 航線規劃
   系統內建自動飛行模式，能根據不同任務需求生成最適合的飛行路徑，無論是單點巡航、地形掃描，甚至是多點繞行都難不倒它。
2. 2D地圖操作平台
   使用者透過網頁就能操作系統，無需安裝軟體。地圖上可即時顯示無人機位置、拍攝畫面、圖層疊加等資訊，方便比對分析。
3. 影像分析與AI辨識
   拍攝下來的畫面會自動進行比對與分析，能辨識如：繫船柱、車檔、碰墊等港口設施，若有缺失或異常，系統會即時提示。
4. 圖資整合與視覺化
   系統能與政府開放地理圖資同步，例如地籍圖、使用分區圖等，並透過圖表展示變化趨勢，協助做出科學化決策。

這樣的技術架構，讓原本只能靠肉眼巡查的工作，有了全新的效率與精準度。

圖二、各飛行模式規劃成果示意圖

技術不只是展示品，更實際走進港口

技術再好，如果無法落地應用，就只能淪為紙上談兵。這項系統的成功，正是因為它不只停留在實驗室，是真正走上了第一線。

台中港就是第一個導入該系統的單位。過去他們的巡檢作業全靠人工進行，過程繁瑣且難以即時掌握港區設施狀況。經過幾次技術交流與現場測試，該單位確認這套無人機空間測繪與管理系統確實能提升巡檢效率，於是與研究團隊簽署技術移轉合約，將該技術正式導入現場應用。技術移轉後，研究團隊與港口單位持續合作，根據實際應用情境調整AI影像辨識模型與數據處理流程，以確保系統能適應不同的設施類型與運作環境。

更重要的是，這並不是一次性的導入。研究團隊持續與港口人員合作，根據實際應用情況微調系統，讓辨識模型與數據處理流程更貼近現場需求。這種「量身訂做」的方式，讓技術真正成為港口日常管理的助力。

圖三、物件辨識成果列表

跨領域人才的養成計畫

這項計畫的成功，也離不開參與學生的努力。從無人機的操作與航線規劃，到影像處理、AI訓練模型與整合平台開發，學生們從實做中學習。透過這樣的實作經驗，他們不僅學會了專業技術，也培養了跨領域的思維能力。

有一位學生在計畫結束後，順利進入地理資訊系統公司(GIS)，負責遙測數據分析與應用開發，直接將在本計畫中學習到的技術應用於產業界。此外，部分學生也因參與本研究計畫，確立了未來發展方向，選擇繼續深造或投入相關技術領域的工作。

技術延伸應用，潛力無窮

雖然最初這套系統是為了港區巡檢而設計，但研究團隊很快發現，它的潛力遠遠不止於此。道路巡查、橋梁監控、建築工地管理、工業區安全檢查等等，任何需要空間監控與資料視覺化的場景，都能受惠於這套系統。

部分研究成員甚至已著手籌備創業，針對不同場域提供客製化的數位巡檢解決方案。未來，這項技術有望成為台灣智慧城市發展的重要拼圖。

科技帶來的社會影響

這項研究的成果應用範圍廣泛，並引起了許多工程顧問公司的關注。由於無人機測繪技術與人工智慧分析的結合能夠提升基礎設施巡檢的效率與準確性，許多顧問公司希望透過合作，將這套技術應用於不同場域，例如橋梁檢測、道路維護、港口管理及工業區巡檢等。

研究團隊在執行過程中，與多家顧問公司進行了技術交流，討論如何將無人機測繪與影像辨識技術整合至現有的監測與維護流程中。這不僅有助於企業提升作業效率，減少人工作業的風險，也能讓巡檢結果更具客觀性與可量化性。

此外，由於許多顧問公司在執行基礎設施巡檢時，面臨到人力成本高、數據整理繁瑣等挑戰，這項技術的導入讓他們能更快速地獲取高精度的空間數據，並透過AI分析加速決策過程。因此，許多公司表達了合作意願，希望能進一步測試並導入這套系統，以提升他們在工程檢測與維護領域的競爭力。

結語：科技，讓城市更聰明也更安全

從學術研究到實地應用，這項結合無人機與AI的空間測繪平台，展示了科技如何落實在日常生活中。它不只是一套系統，而是讓城市變得更智慧、更安全的未來藍圖。

當我們仰望天際，看見無人機靜靜飛行，也許其中正藏著智慧的眼睛，默默守護著我們生活的城市，而這正是科技與人文交會後的美好成果。