[发明专利]基于无人机测量和编码标志点识别的桥墩关键点测量方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机测量和编码标志点识别的桥墩关键点测量方法，该方法包括以下步骤：步骤1、航线任务规划；步骤2、布设编码标志点；步骤3、测量编码标志点坐标并记录为控制点文件；步骤4、执行航线任务；步骤5、导出照片；步骤6、编码标志点识别；步骤7、生成刺点文件；步骤8、将控制点文件、照片及刺点文件导入到测图软件；步骤9、生成三维点云；步骤10、导出点云；步骤11、根据点云计算关键点坐标。本发明将编码标志点识别技术与无人机近景摄影测量技术相结合，既扩大了工业近景摄影测量技术的应用范围，又提高了无人机近景摄影测量的成果精度，使其可以应用于桥墩关键点坐标的测量，且能够保护测量人员的人身安全。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种基于无人机测量和编码标志点识别的桥墩关键点测量方法。

背景技术

高速公路桥墩在灌浆定型后还需要进行复测，以确保桥墩关键点坐标与相应设计坐标一致，进而保证施工质量。以目前的技术，测量人员需要爬到桥墩顶部后使用带一对中杆的卫星接收机对桥墩关键点进行测量。由于高速公路桥墩高度在数米到十几米之间，类似的测量工作具有一定的危险性。

无人机近景摄影测量技术广泛应用于地理测绘、三维重建、工程管理等领域，其无接触的测量方式能够保证测量人员的人身安全。但由于其本身的测量精度难以满足工程测量的精度要求，所以并不能直接用于桥墩关键点坐标的获取。

编码标志点识别技术一般用于工业近景摄影测量领域，由于拍摄距离近，影像分辨率很高，因此可以达到极高的测量精度。然而，该技术一般用于室内小范围的测量的情境，也难以直接用于桥墩关键点坐标的测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于无人机测量和编码标志点识别的桥墩关键点测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于无人机测量和编码标志点识别的桥墩关键点测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、航线任务规划：对待测量的桥墩，利用航线规划算法提前规划好无人机的飞行轨迹及在每个航点所执行的动作；

步骤2、布设编码标志点：在桥墩周围布设多个编码标志点；

步骤3、测量编码标志点坐标并记录为控制点文件：测量各编码标志点中心的绝对位置坐标，其坐标系与桥墩关键点坐标系一致；对每个编码标志点设置唯一的身份编号，每个身份编号与其对应的坐标信息作为一条记录保存在控制点文件中；

步骤4、执行航线任务：让无人机按照提前规划好的航线飞行并拍照；

步骤5、导出照片：航线任务执行完毕后，将无人机照片导入计算机中；

步骤6、编码标志点识别：使用编码标志点识别算法，将每张照片中的编码标志点识别出来；

步骤7、生成刺点文件：通过编码标志点识别算法识别出编码标志点的身份编号，并计算出其中心点的影像坐标，将每张照片中的每个编码标志点的影像坐标保存为一个文本文件，即为刺点文件；

步骤8、将控制点文件、照片及刺点文件导入到测图软件；

步骤9、生成三维点云：测图软件基于影像三维重建算法生成桥墩目标的三维点云；

步骤10、导出点云：将测图软件计算得到的点云导出为一定格式的点云文件，用于后续的分析计算；

步骤11、根据点云计算关键点坐标：对桥墩顶部的柱面点云进行切片，采用直线拟合的方式计算出四条边的直线方程，进而计算出四个角点的水平坐标；对桥墩顶面点云切片，计算点云高度的平均值作为四个角点的高程坐标。

进一步地，本发明的所述步骤1的航线规划算法具体为：