[發明專利]一種動態環境下運砂船方量測量方法

在審

• 申請號: 202010128025.5
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111256600A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 黃聲享;王小龍;雷尚彬;魯鵬;何海清
• 申請（專利權）人: 武漢大學;中交（天津）生態環保設計研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01C15/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

本發明公開了一種動態環境下運砂船方量測量方法，該方法包括以下步驟：S1、在待測量的運砂船周圍布設像控點，進行像控點測量，得到像控點坐標數據；對無人機進行航線規劃，拍攝運砂船裝砂石前、后的影像數據；S2、對無人機攜帶的相機進行檢校，得到檢校參數數據；根據檢校參數、像控點坐標數據，對拍攝的影像數據進行處理，得到運砂船裝砂石前、后的DSM數據；S3、設置格網間距對DSM數據進行內插處理，得到裝砂石前、后的格網數據，進而計算得到單個格網體積，對所有格網進行體積累加，得到運砂船的船載砂方量。本發明實現了運砂船方量的簡便、高效、精準地測量，為水利、港口、海洋等相關工程項目管理提供了準確的數據基礎和有利的技術保障。

技術領域

本發明涉及方量測量技術領域，尤其涉及一種動態環境下運砂船方量測量方法。

背景技術

在水利、港口、海洋工程建設中，往往需要大量的砂石作為回填和建筑材料。而砂石主要來源于內陸，需要通過運砂船由砂場運送到施工現場，因此運砂船方量測量一直是工程建設中的重點，該項工作將直接影響到工程的施工計劃、編制預算和工程驗收等。

運砂船常常往返于砂場和施工場地之間，不可避免地需要航行于開闊的河流、海洋等水域環境中，即使靠岸停泊也仍受水流、風浪及周邊船舶的影響，因此運砂船幾乎完全處于動態的環境下，難以保持長時間的靜止狀態，這為運砂船方量測量工作帶來了極大的阻礙。陸地上常用的土方測量方法如全站儀法、RTK法等耗時較長，用于運砂船方量測量會出現較大的偏差；而耗時較短的三維激光掃描法能夠滿足運砂船方量測量的需要，但是三維激光掃描儀價格昂貴，難以大規模推廣使用，而且運砂船上可供操作空間有限，測量作業只能在甲板等區域進行，測量過程危險系數較高，不利于保障儀器和作業人員的安全。

現階段，運砂船方量測量常用的方法是人工測量法，即將運砂船所載砂石形狀簡化為棱臺或者圓錐，再使用卷尺和水平尺進行測量。這種方法需要多人配合作業，且易受人為因素影響，測量精度不高。因此，如何簡便、高效、精準地完成運砂船方量測量是本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種動態環境下運砂船方量測量方法，以提高動態環境下運砂船方量測量的效率和精度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種動態環境下運砂船方量測量方法，該方法包括以下步驟：

S1、在待測量的運砂船周圍布設像控點，進行像控點測量，得到像控點坐標數據；對無人機進行航線規劃，拍攝運砂船裝砂石前、后的影像數據；

S2、對無人機攜帶的相機進行檢校，得到檢校參數數據；根據檢校參數、像控點坐標數據，對拍攝的影像數據進行處理，得到運砂船裝砂石前、后的DSM數據；

S3、設置格網間距對DSM數據進行內插處理，得到裝砂石前、后的格網數據，進而計算得到單個格網體積，對所有格網進行體積累加，得到運砂船的船載砂方量。

進一步地，本發明的步驟S1的具體方法為：

S11、在運砂船船艙周邊布設多個像控點，并對像控點進行涂色標識；同時在獨立坐標系下以多臺RTK測量儀，同一時間分別測量各個像控點的三維坐標；

S12、根據運砂船船體范圍、無人機和相機的性能規劃航攝任務，包括地面采樣間距、影像航向重疊度、影像旁向重疊度、飛行高度、飛行速度，分別拍攝得到運砂船裝砂石前、后的影像數據。

進一步地，本發明的步驟S2的具體方法為：

S21、將無人機搭載的相機焦距固定并對焦于無窮遠處，從不同角度拍攝若干張模板影像，導入相機檢校軟件進行處理，獲取檢校參數，包括相機鏡頭的光學畸變差、相機主距和像主點坐標；