[發(fā)明專利]一種基于無人機傾斜攝影輔助土方開挖施工的方法

有效

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• 申請日: 2023-06-16
• 公開（公告）號: CN116448080B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉妹;徐巖;孫躍文;董帥;李偉;秦永彪;霍曉龍;李萌;張鑫;王韻迪;趙芳;劉紅伍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安玖安科技有限公司;南京新伯科技有限公司
• 主分類號: G01C11/34
• 分類號: G01C11/34;G01C7/04;G01C11/04;G01S7/48;G01S17/86;G01S17/88;E02D1/02;E02D17/00;G06Q50/08;G06T17/05;G06V20/17;G06F17/10;H04N23/695;B64U101/31
• 代理公司: 北京國源中科知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 16179
• 代理人: 王少勇

本發(fā)明公開了一種基于無人機傾斜攝影輔助土方開挖施工的方法，該方法包括以下步驟：S1、按照土方工程項目策劃分配先遣無人機；S2、派遣先遣無人機進行全區(qū)域傾斜攝影與激光雷達定位；S3、利用傾斜攝影數(shù)據(jù)與雷達定位數(shù)據(jù)進行三維建模，對全區(qū)域場景進行識別分析并構(gòu)建數(shù)字孿生模型；S4、利用數(shù)字孿生模型進行施工仿真模擬；S5、依據(jù)實際施工方案分配工程施工任務；S6、設(shè)定巡檢周期，派遣巡檢無人機對實際施工場地進行周期性監(jiān)測；S7、獲取巡檢無人機實時采集的攝影監(jiān)測數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過針對土方工程項目設(shè)定全區(qū)域巡航任務，將傾斜攝影與激光雷達定位結(jié)合，實現(xiàn)高精度的三維場景數(shù)據(jù)采集，及土方工程場地的實時可視化呈現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機傾斜攝影技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種基于無人機傾斜攝影輔助土方開挖施工的方法。

背景技術(shù)

土方開挖是指通過機械設(shè)備和工具，將土壤、巖石等材料從地面或地下挖掘、開采或挖掘的過程。它通常用于建筑、工程、道路建設(shè)、礦山等領(lǐng)域。土方開挖的主要設(shè)備包括挖掘機、推土機、裝載機、鏟車等。在進行土方開挖之前，需要進行一系列準備工作，包括對現(xiàn)場進行勘察、設(shè)計開挖方案、確定挖掘深度、準備材料和設(shè)備等。同時，還需要考慮到安全問題，采取必要的安全措施保障工人的生命安全。

傳統(tǒng)的土方開挖方法主要依賴于測量師進行手工測量，操作難度大，效率低，且測量結(jié)果精度難以保證。同時，由于人工測量難以達到完全覆蓋和細致的要求，導致土方工程中存在大量未知區(qū)域，可能存在隱患，增加了工程建設(shè)風險。因此，需要借助現(xiàn)代技術(shù)對土方工程進行精準的測量和建模，以提高工作效率和精度。

傾斜攝影指的是在攝影過程中將相機傾斜一定角度，從而使照片中的主體或背景出現(xiàn)傾斜的效果。這種攝影技巧常常用于創(chuàng)造視覺沖擊力強烈的效果，能夠給人留下深刻印象。而無人機傾斜攝影是一種應用無人機技術(shù)進行的傾斜攝影，利用無人機上搭載的傾斜攝影儀器，在飛行過程中拍攝地面影像，生成傾斜攝影影像。與傳統(tǒng)的傾斜攝影相比，無人機傾斜攝影具有更高的靈活性和精度，能夠更好地拍攝到地形復雜或難以到達的區(qū)域，如山區(qū)、河谷、建筑群等。同時，由于無人機能夠穩(wěn)定地飛行，傾斜攝影儀器也能夠準確地定位和控制傾斜角度，生成的影像更加精確、清晰。

無人機傾斜攝影技術(shù)可以在較短時間內(nèi)獲取大量高精度數(shù)據(jù)，因此在土方工程中被廣泛應用。現(xiàn)有的無人機傾斜攝影技術(shù)已經(jīng)能夠滿足土方工程的需求，但在實際應用中仍存在一些改進不足之處。

例如，1.定位精度不高：傾斜攝影中的相機位姿需要通過GPS/INS等傳感器進行測量，而這些傳感器存在定位誤差，導致相機位姿精度不高，影響模型精度。2.數(shù)據(jù)密度不足：傾斜攝影獲取的點云數(shù)據(jù)密度較低，不能夠完全反映出地面上物體的形態(tài)和細節(jié)，影響后續(xù)的建模和分析。3.無法有效識別地面障礙物：傾斜攝影只能夠獲取地面上的影像信息，對于地面上的障礙物（如石頭、管道等）無法進行有效的識別和測量。

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于無人機傾斜攝影輔助土方開挖施工的方法，具備應用無人機傾斜攝影、激光雷達定位和數(shù)字孿生模型等技術(shù)在土方工程領(lǐng)域，可以實現(xiàn)高效、高精度的土方工程場地信息采集、施工仿真模擬和巡檢監(jiān)測，提高土方工程的施工效率和質(zhì)量，降低土方工程的安全風險和成本開支的優(yōu)點，進而解決現(xiàn)有傾斜攝影技術(shù)在施工領(lǐng)域存在精度不足、障礙識別不清晰的問題。

為實現(xiàn)上述應用無人機傾斜攝影、激光雷達定位和數(shù)字孿生模型等技術(shù)在土方工程領(lǐng)域，可以實現(xiàn)高效、高精度的土方工程場地信息采集、施工仿真模擬和巡檢監(jiān)測，提高土方工程的施工效率和質(zhì)量，降低土方工程的安全風險和成本開支的優(yōu)點，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于無人機傾斜攝影輔助土方開挖施工的方法，該方法包括以下步驟：

S1、按照土方工程項目策劃分配先遣無人機，設(shè)定全區(qū)域巡航任務；