[发明专利]一种基于无人机倾斜摄影辅助土方开挖施工的方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机倾斜摄影辅助土方开挖施工的方法，该方法包括以下步骤：S1、按照土方工程项目策划分配先遣无人机；S2、派遣先遣无人机进行全区域倾斜摄影与激光雷达定位；S3、利用倾斜摄影数据与雷达定位数据进行三维建模，对全区域场景进行识别分析并构建数字孪生模型；S4、利用数字孪生模型进行施工仿真模拟；S5、依据实际施工方案分配工程施工任务；S6、设定巡检周期，派遣巡检无人机对实际施工场地进行周期性监测；S7、获取巡检无人机实时采集的摄影监测数据。本发明通过针对土方工程项目设定全区域巡航任务，将倾斜摄影与激光雷达定位结合，实现高精度的三维场景数据采集，及土方工程场地的实时可视化呈现。

技术领域

本发明涉及无人机倾斜摄影技术领域，具体来说，涉及一种基于无人机倾斜摄影辅助土方开挖施工的方法。

背景技术

土方开挖是指通过机械设备和工具，将土壤、岩石等材料从地面或地下挖掘、开采或挖掘的过程。它通常用于建筑、工程、道路建设、矿山等领域。土方开挖的主要设备包括挖掘机、推土机、装载机、铲车等。在进行土方开挖之前，需要进行一系列准备工作，包括对现场进行勘察、设计开挖方案、确定挖掘深度、准备材料和设备等。同时，还需要考虑到安全问题，采取必要的安全措施保障工人的生命安全。

传统的土方开挖方法主要依赖于测量师进行手工测量，操作难度大，效率低，且测量结果精度难以保证。同时，由于人工测量难以达到完全覆盖和细致的要求，导致土方工程中存在大量未知区域，可能存在隐患，增加了工程建设风险。因此，需要借助现代技术对土方工程进行精准的测量和建模，以提高工作效率和精度。

倾斜摄影指的是在摄影过程中将相机倾斜一定角度，从而使照片中的主体或背景出现倾斜的效果。这种摄影技巧常常用于创造视觉冲击力强烈的效果，能够给人留下深刻印象。而无人机倾斜摄影是一种应用无人机技术进行的倾斜摄影，利用无人机上搭载的倾斜摄影仪器，在飞行过程中拍摄地面影像，生成倾斜摄影影像。与传统的倾斜摄影相比，无人机倾斜摄影具有更高的灵活性和精度，能够更好地拍摄到地形复杂或难以到达的区域，如山区、河谷、建筑群等。同时，由于无人机能够稳定地飞行，倾斜摄影仪器也能够准确地定位和控制倾斜角度，生成的影像更加精确、清晰。

无人机倾斜摄影技术可以在较短时间内获取大量高精度数据，因此在土方工程中被广泛应用。现有的无人机倾斜摄影技术已经能够满足土方工程的需求，但在实际应用中仍存在一些改进不足之处。

例如，1.定位精度不高：倾斜摄影中的相机位姿需要通过GPS/INS等传感器进行测量，而这些传感器存在定位误差，导致相机位姿精度不高，影响模型精度。2.数据密度不足：倾斜摄影获取的点云数据密度较低，不能够完全反映出地面上物体的形态和细节，影响后续的建模和分析。3.无法有效识别地面障碍物：倾斜摄影只能够获取地面上的影像信息，对于地面上的障碍物（如石头、管道等）无法进行有效的识别和测量。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于无人机倾斜摄影辅助土方开挖施工的方法，具备应用无人机倾斜摄影、激光雷达定位和数字孪生模型等技术在土方工程领域，可以实现高效、高精度的土方工程场地信息采集、施工仿真模拟和巡检监测，提高土方工程的施工效率和质量，降低土方工程的安全风险和成本开支的优点，进而解决现有倾斜摄影技术在施工领域存在精度不足、障碍识别不清晰的问题。

为实现上述应用无人机倾斜摄影、激光雷达定位和数字孪生模型等技术在土方工程领域，可以实现高效、高精度的土方工程场地信息采集、施工仿真模拟和巡检监测，提高土方工程的施工效率和质量，降低土方工程的安全风险和成本开支的优点，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于无人机倾斜摄影辅助土方开挖施工的方法，该方法包括以下步骤：

S1、按照土方工程项目策划分配先遣无人机，设定全区域巡航任务；