CN112710668A - 通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统 - Google Patents

通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统，包括以下步骤：建立空间坐标系；选取检测点；参数检测；初步对比；精确拍摄；再次对比；空鼓确认。本发明所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统，一是通过控制无人机代替人工对房屋外部进行拍摄，大大减低检测的房屋检测难度，同时还能提高检测的精度与检测的效率；二是通过将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，能够快速的获取误差出现的位置，方便获取误差出现的位置，从而降低人工排查的范围；四是通过将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，能够进一步后排查的范围，从而提高排查的难度与工作量。

Description

通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统
技术领域
本发明涉及空鼓检测技术领域，特别涉及通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统。
背景技术
我国已建成的房屋越来越多，从2007年开始，全国开始推广外墙保温系统，以达到建筑节能保温的效果。目前我国建筑结构的设计使用年限一般为50年，而外墙保温的设计使用年限只有25年，且由于外墙保温推广使用时间短，相关研究较少，施工质量难以保证。近年来各地外墙保温系统均出现开裂、脱落、渗水、保温性能下降等质量问题，同时瓷砖、真石漆、砂浆等类型的建筑外墙也存在不同程度的缺陷，对于建筑外墙质量缺陷的检测的需求越来越多。
目前，对于现有建筑外墙质量的检测现有的检测方法为：
(1)工作人员去现场，靠人眼检测；
(2)工作人员在现场手持热成像相机拍照；
(3)针对较高建筑，需要爬都对面相同高度的大楼拍照；
(4)照片拷贝到电脑，在后期专家查看和分析处理；
上述检测方法的原理是利用热成像机探测墙面不同区域的温度，通过对墙面温度差的比较，得出墙面缺陷的结论。
现有检测方法存在以下问题：
(1)建筑有底层和高层建筑，肉眼可见区域有限；
(2)相机的拍摄角度有限，(和墙面的夹角不宜大于40°，否则照片无效)，实际拍摄时要求人手机相机尽量和墙面垂直，为拍摄工作带来极大的不便，当为高楼拍摄时，需要到对面的大楼拍摄，耗费拍摄人员的时间，并且拍摄距离远近也会影响拍摄的效果；
(3)部分例如屋顶检测，需要人员登高勘探，增加了人员受伤的风险，事故时有发生；
(4)勘探专家数量有限，现场勘探需要专家奔波于全国各地，现有人员无法满足全国各地日益增加的检测任务，效率偏低；
(5)在专家进行问题点确认后，往往还需人工到现场进行疑似问题点的二次确认，从而最终确定问题点，无法做到智能勘测-智能复核一体化，为此，我们提出通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统。
发明内容
本发明的主要目的在于提供通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法及系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，该方法包括以下步骤：
建立空间坐标系：以无人机为原点建立空间坐标系，并向无人机中输入房屋外部数据；
选取检测点：在建立的空间坐标系中随机选取若干检测点，并将检测点坐标输入到无人机中；
参数检测：控制无人机移动到指定的检测点后，向房屋外部进行拍摄，获取房屋三维图像；
初步对比：将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，获取误差区域；
精确拍摄：无人机移动到误差区域所在位置，并拍摄误差区域的图像与外部精确三维图像，之后上传到后台服务器；
再次对比：后台服务器将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，得到区别图像；
空鼓确认：后台服务器向使用者的移动终端发送区别图像，待使用者确认后，将区别图像与房屋外部图像对比，得到空鼓数据。
优选的，所述建立空间坐标系时，无人机自身为坐标原点，以无人机底部摄像头拍的摄方向为X轴正方向，以无人机的左侧为Y轴正方向，以无人机上方为Z轴正方向。
优选的，房屋外部数据包括房屋尺寸、房屋窗户尺寸和护栏尺寸。
优选的，精确拍摄前，先将误差区域进行排序，排序时包括以下步骤：
(1)、以无人机为端点，并获取各个误差区域的坐标；
(2)、计算以无人机为起点经过所有误差区域坐标的最短路程。
优选的，常见物体图像包括空调外机图像、防护窗图像和热水器图像。
优选的，通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统，该系统包括后台服务器、无人机、数据库、移动终端、影像采集模块；
所述数据库用于存储检测数据与常见物体图像数据，安装于后台服务器内部；
所述后台服务器用于获取无人机发送的检测数据，并将检测数据与数据库中的数据进行对比，之后将对比结果发送到移动终端；
所述移动终端用于获取并显示后台服务器发送来对比结果；
所述影像采集模块安装于无人机的前端，用于采集建筑外部的影像信息；
所述无人机用于带动影像采集模块移动。
优选的，无人机还包括无线传输模块、定位模块和测距模块；
所述无线传输模块用于将无人机拍摄的图像传输给后台服务器；
所述定位模块用于检测无人机自身坐标；
所述测距模块用于测量其与所述建筑外部之间的距离。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一是通过控制无人机代替人工对房屋外部进行拍摄，大大减低检测的房屋检测难度，同时还能提高检测的精度与检测的效率；
二是通过建立空间坐标系，方便及时获取空鼓出现的位置，降低寻找和在检测的难度；
三是通过将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，能够快速的获取误差出现的位置，方便获取误差出现的位置，从而降低人工排查的范围；
四是通过对误差区域进行再次拍摄，能够快速获取误差区域的图像，提高拍摄的清晰度，方便使用者的排查；
五是通过将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，能够进一步后排查的范围，从而提高排查的难度与工作量。
附图说明
图1为本发明通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法整体结构流程图；
图2为本发明通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统流程框图；
图3为本发明通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统中无人机框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1所示，通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，该方法包括以下步骤：
建立空间坐标系：以无人机为原点建立空间坐标系，并向无人机中输入房屋外部数据，建立空间坐标系时，无人机自身为坐标原点，以无人机底部摄像头拍的摄方向为X轴正方向，以无人机的左侧为Y轴正方向，以无人机上方为Z轴正方向，房屋外部数据包括房屋尺寸、房屋窗户尺寸和护栏尺寸；
选取检测点：在建立的空间坐标系中随机选取若干检测点，并将检测点坐标输入到无人机中；
参数检测：控制无人机移动到指定的检测点后，向房屋外部进行拍摄，获取房屋三维图像；
初步对比：将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，获取误差区域；
精确拍摄：无人机移动到误差区域所在位置，并拍摄误差区域的图像与外部精确三维图像，之后上传到后台服务器，精确拍摄前，先将误差区域进行排序，排序时包括以下步骤：
(1)、以无人机为端点，并获取各个误差区域的坐标；
(2)、计算以无人机为起点经过所有误差区域坐标的最短路程；
再次对比：后台服务器将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，得到区别图像，常见物体图像包括空调外机图像、房屋窗图像和热水器图像；
空鼓确认：后台服务器向使用者的移动终端发送区别图像，待使用者确认后，将区别图像与房屋外部图像对比，得到空鼓数据。
参照图2和图3所示，通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统，该系统包括后台服务器、无人机、数据库、移动终端、影像采集模块；
所述数据库用于存储检测数据与常见物体图像数据，安装于后台服务器内部；
所述后台服务器用于获取无人机发送的检测数据，并将检测数据与数据库中的数据进行对比，之后将对比结果发送到移动终端；
所述移动终端用于获取并显示后台服务器发送来对比结果；
所述影像采集模块安装于无人机的前端，用于采集建筑外部的影像信息，影像采集模块为摄像头；
所述无人机用于带动影像采集模块移动，无人机还包括无线传输模块、定位模块和测距模块；
所述无线传输模块用于将无人机拍摄的图像传输给后台服务器；
所述定位模块用于检测无人机自身坐标；
所述测距模块用于测量其与所述建筑外部之间的距离。
使用时，先将无人机放置在每一特定位置，并进行标注，之后以无人机自身为坐标原点，以无人机底部摄像头拍的摄方向为X轴正方向，以无人机的左侧为Y轴正方向，以无人机上方为Z轴正方向，建立空间坐标系，待空间坐标系建立完成后，向无人机输送房屋建造时房屋的标准尺寸以及房屋外部窗户等器件的尺寸，输入完成后，在建立的空间坐标系中随机选取若干个检测点，并将各个检测点的空间坐标传输给无人机，控制无人机移动到指定的检测点，之后根据无人机内部的定位模块的坐标与选取的检测点进行对比，检测无人机是否移动到位，无人机到位后控制无人机底部的影像采集模块，对房屋的外部图像进行拍摄，同理依次控制无人机移动到各个检测点，并以各个检测点坐在位置对房屋进行拍摄，从而形成房屋三维图像，将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，房屋三维图像与房屋外部数据区别位置记为误差区域。
再对误差区域进行精确拍摄前，先将误差区域进行排序，排序时包括以下步骤：
(1)、以无人机为端点，并获取各个误差区域的坐标；
(2)、计算以无人机为起点经过所有误差区域坐标的最短路程。
之后根据最短路程编排无人机的运动路线进行移动，移动过程中近距离拍摄房屋外的图像和精确三维图像，完成精确拍摄后，由后台服务器将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，与常见物体图像不同的得到区别图像，常见物体图像包括空调外机图像、房屋窗图像和热水器图像，最后对比后的图像数据传输给使用者的移动终端，由使用者对图像数据进行排查，排查后得到空鼓数据，从而大大减小使用者需要排查的数量，提高工作效率的同时降低工作难度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
建立空间坐标系：以无人机为原点建立空间坐标系，并向无人机中输入房屋外部数据；
选取检测点：在建立的空间坐标系中随机选取若干检测点，并将检测点坐标输入到无人机中；
参数检测：控制无人机移动到指定的检测点后，向房屋外部进行拍摄，获取房屋三维图像；
初步对比：将拍摄的房屋三维图像与房屋外部数据进行对比，获取误差区域；
精确拍摄：无人机移动到误差区域所在位置，并拍摄误差区域的图像与外部精确三维图像，之后上传到后台服务器；
再次对比：后台服务器将获取的精确三维图像与数据库中的常见物体图像对比，得到区别图像；
空鼓确认：后台服务器向使用者的移动终端发送区别图像，待使用者确认后，将区别图像与房屋外部图像对比，得到空鼓数据。
2.根据权利要求1所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，其特征在于：所述建立空间坐标系时，无人机自身为坐标原点，以无人机底部摄像头拍的摄方向为X轴正方向，以无人机的左侧为Y轴正方向，以无人机上方为Z轴正方向。
3.根据权利要求1所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，其特征在于：房屋外部数据包括房屋尺寸、房屋窗户尺寸和护栏尺寸。
4.根据权利要求1所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，其特征在于：精确拍摄前，先将误差区域进行排序，排序时包括以下步骤：
(1)、以无人机为端点，并获取各个误差区域的坐标；
(2)、计算以无人机为起点经过所有误差区域坐标的最短路程。
5.根据权利要求1所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的方法，其特征在于：常见物体图像包括空调外机图像、防护窗图像和热水器图像。
6.通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统，其特征在于，该系统包括后台服务器、无人机、数据库、移动终端、影像采集模块；
所述数据库用于存储检测数据与常见物体图像数据，安装于后台服务器内部；
所述后台服务器用于获取无人机发送的检测数据，并将检测数据与数据库中的数据进行对比，之后将对比结果发送到移动终端；
所述移动终端用于获取并显示后台服务器发送来对比结果；
所述影像采集模块安装于无人机的前端，用于采集建筑外部的影像信息；
所述无人机用于带动影像采集模块移动。
7.根据权利要求6所述的通过无人机进行房屋外立面空鼓检测的系统，其特征在于：无人机还包括无线传输模块、定位模块和测距模块；
所述无线传输模块用于将无人机拍摄的图像传输给后台服务器；
所述定位模块用于检测无人机自身坐标；
所述测距模块用于测量其与所述建筑外部之间的距离。
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