CN111457905A - 一种基于无人机的历史建筑测绘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无人机的历史建筑测绘方法，特别针对具有较多曲面构件及突出不规则形体的传统建筑及其他历史建筑的测量绘图。利用无人机自身的定位技术和悬停功能，在无人机上搭载辅助设备，通过将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近，对待测定点进行位置测量，通过读取无人机的位置数据或和地面已测绘的定点的相对数据，计算得出测绘目标准确的数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无人机的历史建筑测绘方法，特别针对具有较多曲面构件及突出不规则形体的传统建筑及其他历史建筑的测量绘图。
背景技术
建筑物的测量绘图工作是进行文物建筑、历史建筑、普通旧建筑保护或改造必要的前期工作。常规测绘工作中，常用技术手段有：1.借助皮尺、卷尺、铅锤、绳索等进行距离测量；2.借助激光测距仪等激光设备进行距离测量、角度计算；3.借助光学经纬仪、全站仪等进行定点坐标测量；4.借助激光扫描设备辅助进行立面测绘；5.借助投影原理进行檐口、屋顶等高处不规则突出物的定点测量等。
然而，有的历史建筑物如中国传统建筑、旧工业厂房等具有较多的突出物，且由于年深日久，建筑结构有不同程度的老化变形，增加了测绘难度。在现有的常规测绘方法中，如用皮尺等量工具，需要人爬上屋面或者梁架进行测量，但历史建筑有的受法律保护的文物保护单位，不允许经常攀爬；有的年久失修，攀爬测量有安全隐患；同时，历史建筑物中的中国传统建筑有较多的曲面构建，旧工业厂房、近代民居等也存在因结构老化而产生的不规则形变，激光测距仪等远距离测量仪器难以找到合适的反光点，难以准确读数；利用光学经纬仪、全站仪等进行测量，不仅成本高昂，同样难以在屋顶、屋檐等部分固定反射点；激光扫描设备不仅成本高昂且在缺乏较多准确定位点时，测量的准确性也难以保证；利用投影原理进行测绘，成本低但只适合测绘有阴影的凸出部分的定点测绘，且对天气要求较高，不利于测绘进度的把控。
综上所述，目前常规测量方法还不能实现低成本并安全便捷地测量历史建筑中的曲面构件及突出不规则形体。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种基于无人机的建筑测绘方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
一种基于无人机的历史建筑测绘方法，包括以下步骤：
步骤1：通过建筑物基底平面、立面初步测绘，结合建筑物结构形式，对待测绘点的位置进行确定；
步骤2：利用定位装置得到所述待测绘建筑物的位置信息，选择位于室外空旷位置的定点A作为无人机的起降点，并对定点A进行高精度的平面位置及标高测绘，将定点A的坐标设为相对坐标原点；
步骤3：在无人机上搭载相对位置测量装置；
步骤4：在定点A将无人机升空，利用无人机内置的导航定位装置将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近，通过摄像头辅助人工操作微调无人机至待测点正上方，把无人机上的相对位置测量装置设为B点，记录B点的位置信息和相对定点A的坐标（x,y,z）；
步骤5：通过相对位置测量装置测量无人机与待测点的相对位置信息；
步骤6：回收无人机，通过B点的位置信息和所述相对位置信息测算待测点的高度、水平位置等数据；
步骤7：基于地面测绘的建筑平面图和多个待测点的高度、相对坐标数据完成所述待测绘建筑物的测绘。
其中，相对位置测量装置为带有无线控制和拉力感应读数功能的铅锤或搭载水平方向感应器，可遥控方向、测距和记录读数的激光测距系统。
所述将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近还可通过在场地内几个已知位置的点设置超声反射点，建立小范围的超声定位系统，可以辅助无人机进行更精准的自动飞行和悬停。
相对位置测量装置包括铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，对铅锤长度进行读数记录。
相对位置测量装置包括激光测距设备，通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
相对位置测量装置包括激光测距设备和铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，再通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
本发明的有益效果是：利用无人机自身的定位技术和悬停功能，在无人机上搭载辅助设备，通过将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近，对待测定点进行位置测量，通过读取无人机的位置数据或和地面已测绘的定点的相对数据，计算得出测绘目标准确的数据。
附图说明
附图1为基于无人机的历史建筑测绘方法流程图。
具体实施方式
一种基于无人机的历史建筑测绘方法，包括以下步骤：
步骤1：通过建筑物基底平面、立面初步测绘，结合建筑物结构形式，对待测绘点的位置进行确定；
步骤2：利用定位装置得到所述待测绘建筑物的位置信息，选择位于室外空旷位置的定点A作为无人机的起降点，并对定点A进行高精度的平面位置及标高测绘，将定点A的坐标设为相对坐标原点；
步骤3：在无人机上搭载相对位置测量装置；
步骤4：在定点A将无人机升空，利用无人机内置的导航定位装置将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近，通过摄像头辅助人工操作微调无人机至待测点正上方，把无人机上的相对位置测量装置设为B点，记录B点的位置信息和相对定点A的坐标（x,y,z）；
步骤5：通过相对位置测量装置测量无人机与待测点的相对位置信息；
步骤6： 回收无人机，通过B点的位置信息和所述相对位置信息测算待测点的高度、水平位置等数据；
步骤7：基于地面测绘的建筑平面图和多个待测点的高度、相对坐标数据完成所述待测绘建筑物的测绘。
其中，相对位置测量装置为带有无线控制和拉力感应读数功能的铅锤或搭载水平方向感应器，可遥控方向、测距和记录读数的激光测距系统。
所述将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近还可通过在场地内几个已知位置的点设置超声反射点，建立小范围的超声定位系统，可以辅助无人机进行更精准的自动飞行和悬停。
相对位置测量装置包括铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，对铅锤长度进行读数记录。
相对位置测量装置包括激光测距设备，通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
相对位置测量装置包括激光测距设备和铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，再通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
Claims (6)
1.一种基于无人机的历史建筑测绘方法，包括以下步骤：
步骤1：通过建筑物基底平面、立面初步测绘，结合建筑物结构形式，对待测绘点的位置进行确定；
步骤2：利用定位装置得到所述待测绘建筑物的位置信息，选择位于室外空旷位置的定点A作为无人机的起降点，并对定点A进行高精度的平面位置及标高测绘，将定点A的坐标设为相对坐标原点；
步骤3：在无人机上搭载相对位置测量装置；
步骤4：在定点A将无人机升空，利用无人机内置的导航定位装置将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近，通过摄像头辅助人工操作微调无人机至待测点正上方，把无人机上的相对位置测量装置设为B点，记录B点的位置信息和相对定点A的坐标（x,y,z）；
步骤5：通过相对位置测量装置测量无人机与待测点的相对位置信息；
步骤6：回收无人机，通过B点的位置信息和所述相对位置信息测算待测点的高度、水平位置等数据；
步骤7：基于地面测绘的建筑平面图和多个待测点的高度、相对坐标数据完成所述待测绘建筑物的测绘。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的历史建筑测绘方法，其附加技术特征还包括：所述相对位置测量装置为带有无线控制和拉力感应读数功能的铅锤和/或搭载水平方向感应器，可遥控方向、测距和记录读数的激光测距系统。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的历史建筑测绘方法，其附加技术特征还包括：所述将无人机悬停在历史建筑待测定点的附近还包括在场地内几个已知位置的点设置超声反射点，建立小范围的超声定位系统，可以辅助无人机进行更精准的自动飞行和悬停。
4.根据权利要求2所述的基于无人机的历史建筑测绘方法，其附加技术特征还包括：相对位置测量装置包括铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，对铅锤长度进行读数记录。
5.根据权利要求2所述的基于无人机的历史建筑测绘方法，其附加技术特征还包括：相对位置测量装置包括激光测距设备，通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
6.根据权利要求2所述的基于无人机的历史建筑测绘方法，其附加技术特征还包括：相对位置测量装置包括激光测距设备和铅锤，通过放下铅锤，直到铅锤的拉力感应器数值变化，微调铅锤长度确保铅锤刚好落在待测点上，再通过激光测距设备对无人机和待测点的相对距离L进行测量并读数。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115979223A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-18 | 广州华智测绘科技有限公司 | 一种基于无人机的建设工程测量方法、系统、介质及计算机 |
| CN117470127A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 济宁市质量计量检验检测研究院(济宁半导体及显示产品质量监督检验中心、济宁市纤维质量监测中心) | 一种基于坐标修正的无人机建筑墙面检测系统及方法 |
Citations (1)
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| CN110095110A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-08-06 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 基于自平衡激光测距仪的无人机航空摄影的测绘方法 |
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| CN117470127B (zh) * | 2023-12-27 | 2024-03-08 | 济宁市质量计量检验检测研究院(济宁半导体及显示产品质量监督检验中心、济宁市纤维质量监测中心) | 一种基于坐标修正的无人机建筑墙面检测系统及方法 |
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