CN107193286A - 桥梁实景数字化采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种桥梁实景数字化采集方法，包括以下步骤：a.确定虚拟现实采集设备安装于载体设备的位置；b.通过载体设备将虚拟现实采集设备移动到目标桥梁区域；c.载体设备与桥梁区域的桥梁检测识别标签进行通信，确定自己的位姿；d.将所述载体设备控制所述虚拟现实采集设备进行拍摄，并记录拍摄时各个镜头的拍摄参数和所述载体设备的位姿信息。本发明解决了现有技术所存在的难以高效、准确地采集桥梁损坏信息等问题，进一步促进对桥梁实景信息进行高效和准确的提取和保存。

Description

桥梁实景数字化采集方法
技术领域
本发明属于交通工程技术领域，涉及一种桥梁实景数字化采集方法。
背景技术
目前，传统的桥梁图像信息采集手段是相机，但由于拍摄人员时间或精力有限，一般不可能完成对桥梁全景的拍摄，而仅对发生损坏的部位进行拍照取证。拍照取证时必须记录对应的桥梁和构件信息，否则在后期无法进行查证。在数据的可视化方面，一般仅能对特定桥梁的损坏图片进行调取和查看，无法做到对桥梁实景的还原。
随着VR采集技术的发展，其画面精细程度不断提高，镜头畸变率低，成本不断下降，使得其在各行各业有了广阔的应用前景。桥梁是拥有诸多复杂构件的结构体，传统的桥梁实景采集技术费时费力，且由于人为的疏忽，可能造成损坏数据的漏采。将VR采集技术引入桥梁病害检测领域，可以极大地提升数据采集的效率，提高数据采集的质量，并且降低数据采集人员对掌握桥梁专业知识的要求。进而，将VR采集技术引入桥梁病害采集领域具有极强的研究意义和应用价值。
现有技术中，虽然在电影拍摄和考古领域已经涉及采用VR采集设备的技术，但是在作为与此完全不同的检测对象的桥梁上，却没有涉及采用VR采集设备的技术，且由于作为特殊对象的桥梁与普通的管理对象存在着实际性质、构造分布情况等方面的极大不同，现有技术中更是不存在VR采集设备在桥梁全景实景采集上的具体应用技术。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种桥梁实景数字化采集方法，以解决现有技术所存在的难以高效、准确地采集桥梁损坏信息等问题，进一步促进对桥梁实景信息进行高效和准确的提取和保存。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种桥梁实景数字化采集方法，包括以下步骤：
a.根据任务需求，确定将虚拟现实采集设备安装于载体设备的位置，通过载体设备将所述虚拟现实采集设备移动到目标桥梁区域；
b.将所述载体机器人与桥梁检测识别标签进行通信以确定自己的位姿；
c.所述载体机器人根据预先的编程或者通过人工操作进行移动和控制虚拟现实采集设备的拍摄，并同时记录相机的拍摄参数和载体机器人的位姿信息。
优选地，在进行步骤a时具体包括以下步骤：
将所述虚拟现实采集设备置于所述载体设备的底部以供采集所述目标桥梁的桥面铺装、桥梁所跨越实体、桥面附属设施、桥墩的图像信息；
或将所述虚拟现实采集设备置于所述载体设备的顶部以供采集所述目标桥梁的梁底、桥面附属设施、桥墩的图像信息。
优选地，在进行步骤c时还包括以下步骤：
所述虚拟现实采集设备通过通讯接口连接于所述载体设备，以人为允许所述载体设备控制所述虚拟现实采集设备的启闭，并将所述载体设备自身的实时方位信息输送给所述虚拟现实采集设备。
优选地，所述通讯接口同时具有有线以及无线传输连接功能，所述载体设备通过所述通讯接口控制所述虚拟现实采集设备的拍摄参数。
优选地，在进行步骤b时还包括以下步骤：
控制所述载体设备自动识别自身在空间中的位置和姿态；
所述桥梁检测识别标签中储存有自身在桥梁坐标系中的绝对坐标信息，所述载体设备通过与所述桥梁检测识别标签进行交互从而确定自身在桥梁坐标系中的位姿。
优选地，在拍摄所述目标桥梁的实景时，直接通过所述虚拟现实采集设备采集所述目标桥梁的全景信息。
优选地，所述载体设备为可手动控制的载体机器人。
本发明桥梁实景数字化采集方法的有益效果包括：
将桥梁检测识别标签和VR采集技术应用于桥梁检测工程，使得检测装置能够高效地对桥梁实景信息进行数字化采集，极大地提高了数据采集精度，降低了数据采集成本，并且可对桥梁实景进行还原。
附图说明
图1为本发明桥梁实景数字化采集方法的逻辑框图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明进一步加以说明。
如图1所示，本发明提供了一种桥梁实景数字化采集方法，包括以下步骤：
a.根据任务需求，将虚拟现实(以下简称VR)采集设备装载到载体机器人的顶部或底部；
b.令载体机器人移动到目标桥梁区域；
c.载体机器人与桥梁检测识别标签进行通信以确定自己的位姿；
d.载体机器人根据预先的编程或者通过人工操作进行移动和控制虚拟现实采集设备的拍摄，并同时记录相机的拍摄参数和载体机器人的位姿信息。
其中，所述VR采集设备具有相对于载体机器人的通信接口，以允许载体机器人控制VR采集设备的开启，并将自身的位姿信息输送给VR采集设备。
上述步骤a所述VR采集设备可以置于载体机器人底部，以采集桥面铺装、桥梁所跨越实体、桥面附属设施、桥墩的图像信息等部位的图像信息(该桥梁所跨越实体是指桥梁所跨越的河流、道路、一般的陆地等物体)；也可将VR采集设备置于载体机器人顶部，以采集桥梁梁底，桥面附属设施、桥墩等部位的图像信息(不论是采用哪种安装方式，都可以采集桥墩和桥面附属设施的图像信息，其中，桥梁附属设施是指栏杆、电线、路灯等物体)。
上述步骤a所述载体机器人具有与VR采集设备连接的安装接口，分别位于载体机器人的顶部和底部，可将VR采集设备固定在载体机器人上。
上述步骤b所述载体机器人能通过GPS够识别自身在空间中的位置。具体地，首先通过GPS确定自己的大***置，并飞入桥梁空间附近，然后通过桥梁检测识别标签进一步精确定位和确认自己的姿态。
上述步骤c所述载体机器人能通过GPS和桥梁检测识别标签识别自身在空间中的位置和姿态；桥梁检测识别标签中储存有自己在桥梁坐标系中的绝对坐标信息，载体机器人通过与桥梁检测识别标签进行交互从而确定自身在桥梁坐标系中的位姿。
上述步骤d所述VR采集设备具有与载体机器人的通信接口，该通讯接口可以是有线的形式，也可以是无线的形式。该通信接口用于传输载体机器人对VR采集设备的开启和关闭信号，还用于传输载体机器人在拍摄时的位姿信息；相机的拍摄参数是指焦距、放大比、光圈、垂直移距、白平衡、快门速度、胶片速度ISO、景深等参数；载体机器人的位姿是指载体机器人在预先定义的桥梁坐标系中的绝对位置和相对于桥梁坐标系的姿态。
采用上述步骤a～d所述方法，可以完成对桥梁全景信息的实景采集。
具体地，由任务需求决定VR采集设备安装于载体机器人的方式，再由载体机器人将VR采集设备运送到桥梁区域进行桥梁实景的采集。载体机器人通过预先编程或者由人工控制的方式在桥梁区域进行移动，并控制VR采集设备的拍摄，完成对桥梁实景的数字化采集。拍摄过程中，载体机器人会通过所述通信接口向VR采集设备传输自身在空间中的位姿信息并控制VR采集设备的拍摄参数，以方便后期对实景进行再现。
完成上述实施过程后，应能体现出本发明的以下特点：
易于实现，资源消耗较少，采集信息量大且精细，数据可视化程度高。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将虚拟现实采集设备移动到目标桥梁区域；
b.将所述载体设备与桥梁检测识别标签进行通信以确定自己的位姿；
c.所述载体设备根据预先的编程或者通过人工操作进行移动并控制所述虚拟现实采集设备对所述目标桥梁进行拍摄，同时记录相机的拍摄参数和载体设备的位姿信息。
2.根据权利要求1所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，在进行步骤a时具有包括以下步骤：
a1.根据任务需求，确定将虚拟现实采集设备安装于载体设备的位置；
a2.通过载体设备将所述虚拟现实采集设备移动到目标桥梁区域。
3.根据权利要求2所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，在进行步骤a1时具体包括以下步骤：
将所述虚拟现实采集设备置于所述载体设备的底部以供采集所述目标桥梁的桥面铺装、桥梁所跨越实体、桥面附属设施、桥墩的图像信息；
或将所述虚拟现实采集设备置于所述载体设备的顶部以供采集所述目标桥梁的梁底、桥面附属设施、桥墩的图像信息。
4.根据权利要求1所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，在进行步骤c时还包括以下步骤：
所述虚拟现实采集设备通过通讯接口连接于所述载体设备，以人为允许所述载体设备控制所述虚拟现实采集设备的启闭，并将所述载体设备自身的实时方位信息输送给所述虚拟现实采集设备。
5.根据权利要求4所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于：所述通讯接口同时具有有线以及无线传输连接功能，所述载体设备通过所述通讯接口控制所述虚拟现实采集设备的拍摄参数。
6.根据权利要求1所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，在进行步骤b时还包括以下步骤：
所述载体设备能自动识别自身在预先定义的桥梁坐标系中的位置和姿态；
所述桥梁检测识别标签中储存有自身在桥梁坐标系中的绝对坐标信息，所述载体设备通过与所述桥梁检测识别标签进行交互从而确定自身在桥梁坐标系中的位姿。
7.根据权利要求1所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于，在拍摄所述目标桥梁的实景时，直接通过所述虚拟现实采集设备采集所述目标桥梁的全景信息。
8.根据权利要求1至7任一所述的桥梁实景数字化采集方法，其特征在于：所述载体设备为可手动控制的载体机器人。
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