[发明专利]一种适用土方工程的无人机放样方法及系统

说明书

本发明提供一种适用土方工程的无人机放样方法及系统，所述无人机搭载有相机和激光发射装置，所述方法包括：在拟放样的土方工程范围边缘或外侧地表设置2个以上地面控制点；将工程放样图纸导入所述无人机的飞控设备，所述飞控设备与所述相机和所述激光发射装置通信连接；操控所述无人机依次飞抵所述地面控制点上空，并进行校准；根据所述工程放样图纸，在所述飞控设备上输入地面放样点的坐标；在飞控设备上启动放样，无人机自动飞抵所述地面放样点上空；开启所述激光发射装置，发射激光至地表完成放样引导。本发明用于土方施工的过程控制与同一点位的快速反复放样，满足土方工程放样精度要求，免去无人机定位所需的全站仪、RTK等辅助测量仪器。

技术领域

本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种用于土方工程的无人机放样方法及系统。

背景技术

在土方工程如场地平整、大型基坑开挖、河道封堵疏浚施工中涉及大量测量放样工作。由于施工作业面较大、同步作业机械(挖机、塔吊、吊车、渣土车等)多、场地受限等因素，传统的全站仪测量放样方法存在放样效率不高、仪器架设转场次数多、测量人员作业时存在安全风险等不足之处。

由于绝大多数的土方工程在顶部无遮蔽的露天条件下施工，或在顶部净空充裕的封闭/半封闭大棚内施工，因此可采用基于无人机的方式进行放样。现有的无人机放样方法主要包括以下功能：无人机定位、放样坐标输入、无人机飞抵放样点、引导放样。土方工程放样的特点是：1.现场地表环境变化较快，需进行多次过程控制放样、同一点位反复放样；2.放样精度要求低于钢结构、混凝土工程。

针对土方工程的放样，现有技术存在问题如下：

1、在无人机定位过程中，现有技术的无人机定位精度与土方工程需求不匹配。例如，仅采用无人机载GPS模块进行卫星定位，在施工现场可能受到接收到的卫星数量、信号强度、周边信号干扰的影响，不能确保各类工况下的无人机定位精度满足放样要求。常用的GPS+RTK可实现厘米级定位，精度满足要求，但一是需要预先架设仪器辅助定位，且由于施工中常用的无人机续航时间较短(1小时以内)，更换电池后需要重新校准定位；二是架设仪器一般均需要在工程范围以外进行，仪器的架设受限。

2、在引导放样过程中，现有技术采用喷射白灰粉、颜料方式引导标记，下降过程受风力干扰，放样精度难以控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用土方工程的无人机放样方法及系统，在满足土方工程放样精度要求的同时，免去无人机定位所需的全站仪、RTK等辅助测量仪器，适合在多种工况下的土方工程应用，实现在场地平整、大型基坑开挖、河道封堵疏浚施工等土方工程中的平面放样，包括土方施工的过程控制与同一点位的快速反复放样。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种适用土方工程的无人机放样方法，所述无人机搭载有相机和激光发射装置，所述方法包括：

步骤S1，在拟放样的土方工程范围边缘或外侧地表设置2个以上地面控制点；

步骤S2，将工程放样图纸导入所述无人机的飞控设备，所述飞控设备与所述相机和所述激光发射装置通信连接；

步骤S3，操控所述无人机依次飞抵所述地面控制点上空，并进行校准；

步骤S4，根据所述工程放样图纸，在所述飞控设备上输入地面放样点的坐标；

步骤S5，在飞控设备上启动放样，无人机自动飞抵所述地面放样点上空；

步骤S6，开启所述激光发射装置，发射激光至地表完成放样引导。

进一步的，在步骤S1中，当设置2个地面控制点时，采用对角线布置；

当设置3个地面控制点时，采用直角形式布置；