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大疆經(jīng)緯M300無人機(jī)土方測(cè)量應(yīng)用案例
大疆經(jīng)緯M300無人機(jī)土方測(cè)量應(yīng)用案例
無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)作為當(dāng)前國際測(cè)繪遙感領(lǐng)域中新興發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù),其實(shí)質(zhì)是在同一飛行平臺(tái)上搭載多個(gè)傳感器,同時(shí)從垂直、傾斜角度等多個(gè)角度對(duì)地物進(jìn)行拍攝,使得獲取的地物信息更完整、更全面。其中,以垂直于地表水平面的角度對(duì)地物拍攝獲取的影像為正片,以傾斜角度(即傳感器與地面的水平線成一定的角度)對(duì)地物拍攝獲取的影像稱為斜片。影像數(shù)據(jù)被傳入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以后,經(jīng)過專門軟件的處理,即可建立三維模型。
1.技術(shù)基礎(chǔ)。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是指獲取生產(chǎn)三維實(shí)景模型所需外業(yè)數(shù)據(jù)的主要軟硬件設(shè)施如圖1所示,主要包括無人機(jī)、GPS(全球定位系統(tǒng))、無人機(jī)操控系統(tǒng)和航線規(guī)劃軟件。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是指用于無人機(jī)三維建模的數(shù)據(jù)處理軟件,包括 大疆智圖、ContextCapture、Metashape、Pix4Dmapper等。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
1.項(xiàng)目模型宏觀微觀綜合呈現(xiàn)。將無人機(jī)生成的高精度全視角實(shí)景三維模型與BIM模型、CAD圖紙、GIS模型等數(shù)據(jù)融合,構(gòu)建“地形+影像+模型+矢量"宏觀微觀一體化三維空間場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)工程概貌全視角展示,形象進(jìn)度互動(dòng)式體驗(yàn)、工程數(shù)據(jù)場(chǎng)景式查看。
2.工程進(jìn)度對(duì)比與展示。通過無人機(jī)傾斜攝影全景照片來解決傳統(tǒng)進(jìn)度管理中顆粒度粗糙、進(jìn)度量化比對(duì)不完善等工程管理問題,配合洞察云平臺(tái),直觀地展示施工現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)進(jìn)度情況,高效、便捷地進(jìn)行形象進(jìn)度管理。同時(shí),通過對(duì)影像數(shù)據(jù)處理生成的不同時(shí)間段施工現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景模型,配合測(cè)量、分析及標(biāo)注功能,提高工程管理中多方溝通進(jìn)度的效率。
3.在線土方測(cè)量輔助算量。不同于正射影像只能豎直向下觀察目標(biāo)的特性,通過傾斜攝影技術(shù)建立的三維模型具有實(shí)物的*尺寸特征,可以從任意角度對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量、分析。將傾斜攝影與 RTK (實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù))定位的有效結(jié)合,通過對(duì)原始地形信息進(jìn)行多視影像聯(lián)合平差、多視影像關(guān)鍵匹配等數(shù)據(jù)加工,實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地平整,路基開挖及填筑土方量的快速精確化計(jì)算,與傳統(tǒng)人工土方測(cè)量相比,可提高土方測(cè)量效率,減少人工測(cè)量造成的誤差,數(shù)據(jù)客觀,可作為土方測(cè)量的一個(gè)輔助驗(yàn)證手段。
4.安全文明施工預(yù)警預(yù)測(cè)。智能空中巡檢項(xiàng)目的質(zhì)量和安全管理問題,輔助作業(yè)規(guī)范、事故定責(zé)與回溯,測(cè)量建筑實(shí)體影像的高度、角度、坡度等參數(shù),實(shí)現(xiàn)問題查看、分析、對(duì)比一體化監(jiān)測(cè),助力項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)常態(tài)化、*管控??捎糜诎踩拿魇┕ぱ矙z,對(duì)施工過程中的狀態(tài)、行為進(jìn)行巡檢管理,如對(duì)裸土覆蓋、圍板、塔吊等重點(diǎn)位置進(jìn)行監(jiān)控管理,彌補(bǔ)攝像頭監(jiān)控盲區(qū),對(duì)于重點(diǎn)施工隱患區(qū)域及時(shí)推送預(yù)警信息。
應(yīng)用場(chǎng)景
無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)結(jié)合無人值守機(jī)庫可進(jìn)行土方測(cè)量、形象進(jìn)度查看、空中巡檢,適用于建筑全生命周期各環(huán)節(jié)階段。
如何實(shí)現(xiàn)免像控
1、厘米級(jí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)
我們知道像控點(diǎn)的主要作用是為了獲取準(zhǔn)確的位置信息,那無人機(jī)能提供精準(zhǔn)的位置信息嗎?答案是肯定的,大疆創(chuàng)新將高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng)引入無人機(jī),如M300 RTK 集成RTK 模塊,通過RTK 模塊可為無人機(jī)提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位數(shù)據(jù)。
那無人機(jī)可以提供高精度的定位信息是不是就可以做到免像控?答案是否定的,想做到免像控僅提供高精度的位置信息是不夠的。市面上有很多搭載RTK模塊的無人機(jī),但是它們做不到免像控,這是因?yàn)镽TK模塊得到的精準(zhǔn)定位數(shù)據(jù)是模塊本身的。而我們需要的是照片的數(shù)據(jù),還要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)同步要考慮到飛機(jī)當(dāng)時(shí)的姿態(tài)及RTK模塊與相機(jī)模塊的位置關(guān)系。除此之外,還要考慮到照片記錄的定位數(shù)據(jù)是拍照瞬間的數(shù)據(jù)。
2、高精度三軸云臺(tái)
在大疆無人機(jī)中提供提供精準(zhǔn)的高精度相機(jī)鏡頭姿態(tài)信息。通過慣性導(dǎo)航技術(shù),實(shí)時(shí)同步無人機(jī)和相機(jī)的姿態(tài)信息,每張照片都可以得到準(zhǔn)確的姿態(tài)信息。
3、TimeSync 精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
大疆無人機(jī)和賽爾航測(cè)相機(jī)的TimeSync 精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)飛控、相機(jī)與 RTK 的時(shí)鐘系統(tǒng)微秒級(jí)同步,并對(duì)相機(jī)鏡頭光心位置和 RTK 天線中心點(diǎn)位置進(jìn)行了補(bǔ)償,減少位置信息與相機(jī)的時(shí)間誤差,為影像提供更的位置信息。
只有打通RTK模塊、飛控模塊及相機(jī)云臺(tái)模塊之間的通訊,并且具有同步系統(tǒng),才能獲取影像的位置信息。
大疆經(jīng)緯M300無人機(jī)土方測(cè)量應(yīng)用案例