CN110567432A - 一种建筑高度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑高度自动测量装置，包括无人机本体、搭载在无人机前侧面的第一激光测量组件、搭载在无人机上顶面上的图像采集模块和第二激光测量组件、搭载在无人机下顶面上的第三激光测量组件以及与无人机本体实现无线通讯的测量终端，所述测量终端内载一数据处理系统，所述数据处理系统包括图片处理模块、建筑顶坐标计算模块、激光测量组件调节模块、建筑高度计算模块。本发明可用于较高的建筑物的高度测量，即开即用，操作方便，同时也保证了水平的精确度。

Description

一种建筑高度自动测量装置

技术领域

本发明涉及工程测量领域，具体涉及一种建筑高度自动测量装置。

背景技术

在建筑施工或测绘等领域，经常需要对建筑物的高度进行测量，通常的高度测量方法主要是使用尺子，较低的建筑物可以用米尺测量，较高的建筑物则需要用卷尺或复加式测量，不仅操作不方便，占用人力也非常多。而对于特别高的建筑物，还是用尺子进行测量，会带来很多的误差，而且还会受到周围环境的限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种建筑高度自动测量装置，操作方便，且测量精度较高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种建筑高度自动测量装置，包括无人机本体、搭载在无人机前侧面的第一激光测量组件、搭载在无人机上顶面上的图像采集模块和第二激光测量组件、搭载在无人机下顶面上的第三激光测量组件以及与无人机本体实现无线通讯的测量终端，所述测量终端内载一数据处理系统，所述数据处理系统包括：

图片处理模块，基于Faster R-CNN模型实现图片中建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点所在位置的识别；

建筑顶坐标计算模块，基于所述图片处理模块输出的识别结果、第一激光测量组件的测量结果以及第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离以及当前图像采集模块所在的角度输出建筑顶坐标；

激光测量组件调节模块，用于实现第一激光测量组件、第二激光测量组件、第三激光测量组件工作状态的调控；

建筑高度计算模块，用于根据第三激光测量组件的测量结果以及建筑顶坐标的纵向坐标计算建筑高度。

进一步地，所述图像采集模块采用摄像头，其可前后、左右各180度旋转，且所述第二激光测量组件可前后、左右各180度旋转。

进一步地，所述图像采集模块和第二激光测量组件上均设有角度测量装置，用于分别实现图像采集模块和第二激光测量组件倾斜角度的测量。

进一步地，所述建筑顶坐标计算模块首先根据第一激光测量组件的测量结果、第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离、第二激光测量组件的倾斜角度、第二激光测量组件的测量结果计算出当前第二激光测量所发出的激光点相对于无人机所在高度的计算，然后根据图片处理模块输出的识别结果计算建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点的高度差，即可实现建筑顶相对于无人机所在高度的计算，最后根据第一激光测量组件的测量结果，即可得到以无人机的中心点为圆心的坐标系内的建筑顶坐标。

进一步地，所述建筑高度计算模块按照以下公式实现建筑高度的计算：

H＝h_a+h_b+1/2m；

式中：H为建筑高度，h_a为第三激光测量组件的测量结果，h_b为建筑顶坐标的纵向坐标，m为无人机本体的厚度。

进一步地，所述图像采集模块和第二激光测量组件安装在同一竖直线上，且图像采集模块位于第二激光测量组件上方。

进一步地，所述无人机本体内载一三维数字罗盘，用于实现无人机本体姿态信息的采集，且该无人机本体可实现悬停。

进一步地，所述测量终端内设有：

数据汇总模块，用于以EXCEL表的形式根据无人机本体的GPS定位信息实现各测量点建筑高度测量结果的汇总。

本发明具有以下有益效果：

本发明可用于较高的建筑物的高度测量，即开即用，操作方便，同时也保证了水平的精确度。

本发明整个装置体积小，方便移动，且可适用多种测量环境。

附图说明

图1为本发明实施例一种建筑高度自动测量装置的系统框图。

图2为本发明实施例一种建筑高度自动测量装置的测量原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种建筑高度自动测量装置，包括无人机本体、搭载在无人机前侧面中心点的第一激光测量组件、搭载在无人机上顶面中心点的图像采集模块和第二激光测量组件、搭载在无人机下顶面上的第三激光测量组件以及与无人机本体实现无线通讯的测量终端，所述无人机本体内载一三维数字罗盘，用于实现无人机本体姿态信息的采集，且该无人机本体可实现悬停，所述测量终端内载一数据处理系统，所述数据处理系统包括：

图片处理模块，基于Faster R-CNN模型实现图片中建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点所在位置的识别；

建筑顶坐标计算模块，基于所述图片处理模块输出的识别结果、第一激光测量组件的测量结果以及第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离以及当前图像采集模块所在的角度输出建筑顶坐标；

激光测量组件调节模块，用于实现第一激光测量组件、第二激光测量组件、第三激光测量组件工作状态的调控；

建筑高度计算模块，用于根据第三激光测量组件的测量结果以及建筑顶坐标的纵向坐标计算建筑高度；

数据汇总模块，用于以EXCEL表的形式根据无人机本体的GPS定位信息实现各测量点建筑高度测量结果的汇总；

中央处理器，用于协调上述模块工作。

本实施例中，所述图像采集模块采用摄像头，其可前后、左右各180度旋转，且所述第二激光测量组件可前后、左右各180度旋转，所述图像采集模块和第二激光测量组件安装在同一竖直线上，且图像采集模块位于第二激光测量组件上方。

本实施例中，所述图像采集模块和第二激光测量组件上均设有角度测量装置，用于分别实现图像采集模块和第二激光测量组件倾斜角度的测量。

本实施例中，所述建筑顶坐标计算模块首先根据第一激光测量组件的测量结果L1、第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离L2、第二激光测量组件的倾斜角度A、第二激光测量组件的测量结果L3计算出当前第二激光测量所发出的激光点相对于无人机所在高度H₁的计算，然后根据图片处理模块输出的识别结果计算建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点的高度差H₂，在已知第二激光测量组件高度H₃的情况下，即可实现建筑顶相对于无人机所在高度H₄的计算，最后无人机本体的厚度m、根据第一激光测量组件的测量结果，即可得到以无人机的中心点为圆心的坐标系内的建筑顶坐标；

本实施例中，所述建筑高度计算模块按照以下公式实现建筑高度的计算：

H＝h_a+h_b+1/2m；

式中：H为建筑高度，h_a为第三激光测量组件的测量结果，h_b为建筑顶坐标的纵向坐标，m为无人机本体的厚度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：包括无人机本体、搭载在无人机前侧面的第一激光测量组件、搭载在无人机上顶面上的图像采集模块和第二激光测量组件、搭载在无人机下顶面上的第三激光测量组件以及与无人机本体实现无线通讯的测量终端，所述测量终端内载一数据处理系统，所述数据处理系统包括：

图片处理模块，基于Faster R-CNN模型实现图片中建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点所在位置的识别；

建筑顶坐标计算模块，基于所述图片处理模块输出的识别结果、第一激光测量组件的测量结果以及第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离以及当前图像采集模块所在的角度输出建筑顶坐标；

激光测量组件调节模块，用于实现第一激光测量组件、第二激光测量组件、第三激光测量组件工作状态的调控；

建筑高度计算模块，用于根据第三激光测量组件的测量结果以及建筑顶坐标的纵向坐标计算建筑高度。

2.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述图像采集模块采用摄像头，其可前后、左右各180度旋转，且所述第二激光测量组件可前后、左右各180度旋转。

3.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述图像采集模块和第二激光测量组件上均设有角度测量装置，用于分别实现图像采集模块和第二激光测量组件倾斜角度的测量。

4.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述建筑顶坐标计算模块首先根据第一激光测量组件的测量结果、第二激光测量组件距离与第一激光测量组件的水平距离、第二激光测量组件的倾斜角度、第二激光测量组件的测量结果计算出当前第二激光测量所发出的激光点相对于无人机所在高度的计算，然后根据图片处理模块输出的识别结果计算建筑顶和当前第二激光测量组件所发出的激光点的高度差，即可实现建筑顶相对于无人机所在高度的计算，最后根据第一激光测量组件的测量结果，即可得到以无人机的中心点为圆心的坐标系内的建筑顶坐标。

5.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述建筑高度计算模块按照以下公式实现建筑高度的计算：

H＝h_a+h_b+1/2m；

式中：H为建筑高度，h_a为第三激光测量组件的测量结果，h_b为建筑顶坐标的纵向坐标，m为无人机本体的厚度。

6.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述图像采集模块和第二激光测量组件安装在同一竖直线上，且图像采集模块位于第二激光测量组件上方。

7.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述无人机本体内载一三维数字罗盘，用于实现无人机本体姿态信息的采集，且该无人机本体可实现悬停。

8.如权利要求1所述的一种建筑高度自动测量装置，其特征在于：所述测量终端内设有：

数据汇总模块，用于以EXCEL表的形式根据无人机本体的GPS定位信息实现各测量点建筑高度测量结果的汇总。