[發明專利]一種基于BIM的無人機道路檢測系統

有效

• 申請號: 201710373143.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107117313B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 馬濤;馬康;丁珣昊;胡鵬森;房占永;鄧交龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;G05D1/08;G05D1/10;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種基于BIM的無人機道路檢測系統，包括：無人機，BIM中心和道路檢測中心三個子系統；無人機子系統包括無人機測量系統、GPS定位系統、飛行控制系統和無線收發模塊；BIM中心子系統包括道路檢測模塊、三維信息模型建立模塊、存儲模塊和無線收發模塊；道路檢測中心子系統包括飛行控制系統、地面監視系統、存儲系統和無線收發模塊。本發明采用無人機代替道路監測車進行道路檢測，解決了車輛振動和交通流對測量數據的影響，同時彌補了道路檢測車無法測量道路沉陷指標的缺點；無人機將比道路監測車進一步智能化，節省勞動力，更加省時省事；BIM技術將道路檢測從二維擴展到三維，為以后的檢測、養護和再設計都提供了良好的基礎。

技術領域

本發明涉及道路檢測技術領域，尤其是一種基于BIM的無人機道路檢測系統。

背景技術

目前道路檢測大致可分為人工檢測和車輛檢測兩種形式。人工公路檢測主要采用的是抽樣檢測和定點檢測的方式，進行現場測量和數據分析，存在著諸多缺點：人工檢測速度極慢，需要經驗豐富的專業技術人員徒步檢測；人工檢測容易受人為因素影響，技術人員的業務水平直接決定檢測數據的準確度，不同技術人員檢測可能存在一定偏差；人工檢測往往采用抽查的方式實施，一般每公里檢測數個斷面，無法達到全面檢測。

路面檢測車通常由路面斷面儀、攝像系統、車輛定位系統、高速計算機和專用車輛組成。車輛檢測能夠在不影響正常交通的情況之下，大規模、快速、準確地獲取道路的使用信息，完成對道路路況的多種無損檢測，這極大地改善了以往人工路況檢測耗時、費力以及評判不一致的局面。然而，道路檢測車易受環境的影響，對破損狀況嚴重的路面識別困難，且車輛的劇烈震動會對數據的測量產生嚴重干擾。除此之外，對于路面沉陷這一指標，由于需要依據路面高程進行判斷，路面監測車無法測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于BIM的無人機道路檢測系統，能夠解決道路檢測車測量數據易受車輛干擾和無法測量路面沉陷指標的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于BIM的無人機道路檢測系統，包括：無人機，BIM中心和道路檢測中心三個子系統；無人機子系統包括無人機測量系統、GPS定位系統、飛行控制系統和無線收發模塊；BIM中心子系統包括道路檢測模塊、三維信息模型建立模塊、存儲模塊和無線收發模塊；道路檢測中心子系統包括飛行控制系統、地面監視系統、存儲系統和無線收發模塊；具體檢測過程如下：

(1)道路檢測中心的飛行控制系統向無人機發射所需檢測道路的位置和路線信息，無人機根據GPS定位系統沿著檢測道路飛行，通過用無人機測量系統進行數據采集，同時將數據實時傳送于BIM中心；

(2)BIM中心根據傳輸的數據在三維信息模型建立模塊中建立道路的三維數字模型，在道路檢測模塊對三維數字模型進行處理，得到路面檢測指標，將檢測結果傳送于道路檢測中心；

(3)道路檢測中心的地面監視系統對路面檢測指標進行判斷，將破損較為嚴重的路段信息通過飛行控制系統發于無人機，同時如果道路檢測中心如果對某一路段的附屬結構物需要測量，也一并通過飛行控制系統將位置信息發于無人機；

(4)無人機的飛行控制系統接受來自道路檢測中心的指令，通過姿態調整系統，調整飛行姿態，對需要重點檢測的路段通過道路檢測系統的斷面掃描儀和高清攝像儀進行詳細掃描和高清攝像，將測量結果發于BIM中心；

(5)BIM中心結合對圖片進行處理，轉化為道路的附屬信息，在三維信息模型建立模塊中進一步完善三維信息模型，將道路檢測模塊得到的檢測結果發于道路檢測中心，并將模型進行存儲，為后續的養護與檢測提供基礎。

優選的，無人機測量系統包括測量平臺和姿態傳感系統；姿態傳感系統內置于無人機內，根據道路檢測中心發出的指令，改變無人機的姿態，對重點檢測路段實現大范圍高空環形拍攝或嚴重病害的低空細節測量；測量平臺主要包括安裝于無人機底部的激光斷面掃描儀和無人機左右兩端的高清攝像儀。