[發明專利]基于無人機測量和編碼標志點識別的橋墩關鍵點測量方法

有效

• 申請號: 202110749128.8
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113532375B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王洪偉;潘峰;李艷芳;鄧海濤;亢太波;陳庭;張金龍;余涵遠
• 申請（專利權）人: 武漢市市政建設集團有限公司;武漢大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C11/04;G01B11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

本發明公開了一種基于無人機測量和編碼標志點識別的橋墩關鍵點測量方法，該方法包括以下步驟：步驟1、航線任務規劃；步驟2、布設編碼標志點；步驟3、測量編碼標志點坐標并記錄為控制點文件；步驟4、執行航線任務；步驟5、導出照片；步驟6、編碼標志點識別；步驟7、生成刺點文件；步驟8、將控制點文件、照片及刺點文件導入到測圖軟件；步驟9、生成三維點云；步驟10、導出點云；步驟11、根據點云計算關鍵點坐標。本發明將編碼標志點識別技術與無人機近景攝影測量技術相結合，既擴大了工業近景攝影測量技術的應用范圍，又提高了無人機近景攝影測量的成果精度，使其可以應用于橋墩關鍵點坐標的測量，且能夠保護測量人員的人身安全。

技術領域

本發明涉及工程測量技術領域，尤其涉及一種基于無人機測量和編碼標志點識別的橋墩關鍵點測量方法。

背景技術

高速公路橋墩在灌漿定型后還需要進行復測，以確保橋墩關鍵點坐標與相應設計坐標一致，進而保證施工質量。以目前的技術，測量人員需要爬到橋墩頂部后使用帶一對中桿的衛星接收機對橋墩關鍵點進行測量。由于高速公路橋墩高度在數米到十幾米之間，類似的測量工作具有一定的危險性。

無人機近景攝影測量技術廣泛應用于地理測繪、三維重建、工程管理等領域，其無接觸的測量方式能夠保證測量人員的人身安全。但由于其本身的測量精度難以滿足工程測量的精度要求，所以并不能直接用于橋墩關鍵點坐標的獲取。

編碼標志點識別技術一般用于工業近景攝影測量領域，由于拍攝距離近，影像分辨率很高，因此可以達到極高的測量精度。然而，該技術一般用于室內小范圍的測量的情境，也難以直接用于橋墩關鍵點坐標的測量。

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，提供一種基于無人機測量和編碼標志點識別的橋墩關鍵點測量方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種基于無人機測量和編碼標志點識別的橋墩關鍵點測量方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、航線任務規劃：對待測量的橋墩，利用航線規劃算法提前規劃好無人機的飛行軌跡及在每個航點所執行的動作；

步驟2、布設編碼標志點：在橋墩周圍布設多個編碼標志點；

步驟3、測量編碼標志點坐標并記錄為控制點文件：測量各編碼標志點中心的絕對位置坐標，其坐標系與橋墩關鍵點坐標系一致；對每個編碼標志點設置唯一的身份編號，每個身份編號與其對應的坐標信息作為一條記錄保存在控制點文件中；

步驟4、執行航線任務：讓無人機按照提前規劃好的航線飛行并拍照；

步驟5、導出照片：航線任務執行完畢后，將無人機照片導入計算機中；

步驟6、編碼標志點識別：使用編碼標志點識別算法，將每張照片中的編碼標志點識別出來；

步驟7、生成刺點文件：通過編碼標志點識別算法識別出編碼標志點的身份編號，并計算出其中心點的影像坐標，將每張照片中的每個編碼標志點的影像坐標保存為一個文本文件，即為刺點文件；

步驟8、將控制點文件、照片及刺點文件導入到測圖軟件；

步驟9、生成三維點云：測圖軟件基于影像三維重建算法生成橋墩目標的三維點云；

步驟10、導出點云：將測圖軟件計算得到的點云導出為一定格式的點云文件，用于后續的分析計算；

步驟11、根據點云計算關鍵點坐標：對橋墩頂部的柱面點云進行切片，采用直線擬合的方式計算出四條邊的直線方程，進而計算出四個角點的水平坐標；對橋墩頂面點云切片，計算點云高度的平均值作為四個角點的高程坐標。

進一步地，本發明的所述步驟1的航線規劃算法具體為：