CN114509051A - 一种道路工程中无人机测量放样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种道路工程中无人机测量放样方法，包含以下步骤：步骤一：使用无人机进行外业倾斜模型初步采集；步骤二：根据飞控系统坐标系，建立倾斜模型；步骤三：坐标转换，将须放样点坐标转换成倾斜模型相符坐标；步骤四：将坐标通过飞控软件定位成航点，并在倾斜模型上规划放置的航点，保证放样安全；步骤五：外业按照航点位飞行，通过无人机挂载的小型激光装置进行路基、路面边线测量放样。本发明使用无人机代替传统测量放样，大大减轻了测量放样的外业时间，降低了作业强度和难度，能够快速完成道路工程各类定位线、定位点放样，提高了测量效率和准确度，同时使用成本低、安全、可推广性强，方便快捷，且无需大量设备，节约人力物力。
Description
技术领域
本发明属于土木建设技术领域，具体涉及一种道路工程中无人机测量放样方法。
背景技术
传统测绘人工需求量大，外业环境复杂，且仪器需要众多，道路工程的测量往往需要多人配合，工作量大，测量人员工作强度大，且同时由于测量的地形千变万化，也给测量带来了一定的困难，还可能影响测量结果的准确性。
发明内容
本发明提供一种道路工程中无人机测量放样方法，使用成本低、效率高、安全、可推广性强，能够解决上述背景技术提出的目前传统测量效率低、安全性差、人工需求多、工作累等问题。
本发明的技术方案是：一种道路工程中无人机测量放样方法，包含以下步骤：
步骤一：使用无人机进行外业倾斜模型初步采集；
步骤二：根据飞控系统坐标系，建立倾斜模型；
步骤三：坐标转换，将须放样点坐标转换成与倾斜模型相符的坐标；
步骤四：将须放样点坐标通过飞控软件定位成航点，并在倾斜模型上规划放置的航点，保证放样安全；
步骤五：外业按照航点位飞行，通过无人机挂载的小型激光装置进行路基、路面边线测量放样。
方案进一步的，所述步骤一包含以下步骤：
1.1、利用带有GPS定位的高精度无人机通过航线规划软件生成5条不同角度的航线，并选择与无人机挂载GPS相同坐标系进行任务设置；
1.2、通过高精度定位无人机进行定距数据采集，获得原地面照片，完成倾斜模型的初步采集。
方案进一步的，所述步骤二中通过包括大疆智图、ContextCapture、Photoscan的无人机倾斜建模软件选定与无人机GPS相同坐标系，进行空三解算，并建立实体倾斜模型。
方案进一步的，所述步骤三中包含以下步骤：
3.1、确定工程坐标系，需对椭球、中央子午线进行确定，并确定坐标是否具有平移旋转加密；
3.2、通过7参数，将工程坐标转换成无人机GPS坐标，两种坐标须相吻合。
方案进一步的，所述步骤四中包含以下步骤：
4.1、将须放样的坐标文件、倾斜模型，导入至航迹大师软件中，确定放样周边无风险；
4.2、设置单独航点悬停任务，并上传至飞控软件中。
方案进一步的，所述步骤五具体是使用无人机挂载小型激光装置进行航飞，定点悬停后，人工在激光点处做好标记。
本发明的有益效果是：本发明使用无人机代替传统测量放样，大大减轻了测量放样的外业时间，降低了作业强度和难度，提高了测量效率和准确度，同时使用成本低、安全、可推广性强，方便快捷，且无需大量设备，节约人力物力。
附图说明
图1是本发明一种道路工程中无人机测量放样方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本发明。
本发明的具体实施方式是：如图1所示，一种道路工程中无人机测量放样方法，包含以下步骤：
步骤一：使用无人机进行外业倾斜模型初步采集，具体是：
利用带有GPS定位的高精度无人机通过航线规划软件生成5条不同角度的航线，并选择与无人机挂载GPS相同坐标系进行任务设置；
通过高精度定位无人机进行定距数据采集，获得原地面照片，完成倾斜模型的初步采集；
步骤二：根据飞控系统坐标系，建立倾斜模型，具体是通过包括大疆智图、ContextCapture、Photoscan的无人机倾斜建模软件选定与无人机GPS相同坐标系，进行空三解算，并建立实体倾斜模型；
步骤三：坐标转换，将须放样点坐标转换成与倾斜模型相符的坐标，具体是：
确定工程坐标系，需对椭球、中央子午线进行确定，并确定坐标是否具有平移旋转加密；
通过7参数，将工程坐标转换成无人机GPS坐标，两种坐标须相吻合；
两个不同的三维空间直角坐标系之间转换时，通常使用七参数模型(数学方程组)进行转换。在该模型中有七个未知参数，即：
(1)三个坐标平移量(△X，△Y，△Z)，即两个空间坐标系的坐标原点之间坐标差值；
(2)三个坐标轴的旋转角度(△α，△β，△γ)，通过按顺序旋转三个坐标轴指定角度，可以使两个空间直角坐标系的XYZ轴重合在一起；
(3)尺度因子K，即两个空间坐标系内的同一段直线的长度比值，实现尺度的比例转换；通常K值几乎等于1；
以上七个参数通常称为七参数，运用七参数进行的坐标转换称为七参数坐标转换。
步骤四：将须放样点坐标通过飞控软件定位成航点，并在倾斜模型上规划放置的航点，保证放样安全，具体是：
将须放样的坐标文件、倾斜模型，导入至航迹大师软件中，确定放样周边无风险；
设置单独航点悬停任务，并上传至飞控软件中；
步骤五：外业按照航点位飞行，通过无人机挂载的小型激光装置进行路基、路面边线测量放样，具体是使用无人机挂载小型激光装置进行航飞，定点悬停后，人工在激光点处做好标记。
小型激光装置是利用一种挂载小型旋翼无人机的激光放样支架将激光装置悬挂在无人机上，支架包括支撑架、设置在支撑架中间的安装座，支撑架的中间设有圆环形放置台，所述安装座设置在放置台的中间，与放置台的中心重合，所述支撑架的两端设有支撑柱，所述支撑柱的顶部设有连接卡件，便于和无人机实现连接，激光装置放置在圆环形放置台的中心处，通过连接卡件将支架和无人机连接，激光装置实现搭载无人机。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一：使用无人机进行外业倾斜模型初步采集；
步骤二：根据飞控系统坐标系，建立倾斜模型；
步骤三：坐标转换，将须放样点坐标转换成与倾斜模型相符的坐标；
步骤四：将须放样点坐标通过飞控软件定位成航点，并在倾斜模型上规划放置的航点，保证放样安全；
步骤五：外业按照航点位飞行，通过无人机挂载的小型激光装置进行路基、路面边线测量放样。
2.根据权利要求1所述的一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，所述步骤一包含以下步骤：
1.1、利用带有GPS定位的高精度无人机通过航线规划软件生成5条不同角度的航线，并选择与无人机挂载GPS相同坐标系进行任务设置；
1.2、通过高精度定位无人机进行定距数据采集，获得原地面照片，完成倾斜模型的初步采集。
3.根据权利要求1所述的一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，所述步骤二中通过包括大疆智图、ContextCapture、Photoscan的无人机倾斜建模软件选定与无人机GPS相同坐标系，进行空三解算，并建立实体倾斜模型。
4.根据权利要求1所述的一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，所述步骤三中包含以下步骤：
3.1、确定工程坐标系，需对椭球、中央子午线进行确定，并确定坐标是否具有平移旋转加密；
3.2、通过7参数，将工程坐标转换成无人机GPS坐标，两种坐标须相吻合。
5.根据权利要求1所述的一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，所述步骤四中包含以下步骤：
4.1、将须放样的坐标文件、倾斜模型，导入至航迹大师软件中，确定放样周边无风险；
4.2、设置单独航点悬停任务，并上传至飞控软件中。
6.根据权利要求1所述的一种道路工程中无人机测量放样方法，其特征在于，所述步骤五具体是使用无人机挂载小型激光装置进行航飞，定点悬停后，人工在激光点处做好标记。
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