CN117288166A - 一种基于bim的无人机测绘装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于BIM的无人机测绘装置及方法，其装置包括：无人机、线路规划模块、飞控模块、惯性导航模块、像控点布控模块、像控点喷射器、信息采集模块、数字模型建立模块和位移分析评估模块。本发明中，在无人机摄影测量的过程中还获取了当前激光点云数据，其可以提高测建模的精度，从而提高测绘精度；另外，本发明还基于三维BI M模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，得出地面位移形变测量结果，解决了现有技术中存在的在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及测绘领域，具体涉及一种基于BIM的无人机测绘装置及方法。
背景技术
地质测绘是指对地球表面及其下部结构进行测量、勘探、调查和研究，以获取地质、地貌、地形、地下资源和环境等方面的信息和数据的科学和技术活动，地质测绘包括地形测量、地球物理勘探、地球化学勘探、地质钻探、地质调查、矿产资源勘探等方面的内容。它是探索地球内部构造和各种地质现象、评估地下资源储量、研究地球变化过程、保护环境等领域的重要手段。
现有技术中，在对区域地质进行测绘前，需要对当前区域路线进行规划，以保证测绘数据的精确度，例如中国专利CN114954974A公开了一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法，包括无人机本体和无人机自动测绘***，所述无人机本体顶部的边缘处固定安装有可安装螺旋的机翼架，所述无人机本体两侧均固定安装有辅助安装的固定卡夹，所述固定卡夹的底部固定安装有辅助安装的扫描仪安装架，该一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法，工作人员可对部分构件，以及拍摄构件进行拆卸进行更换，不仅工作人员可根据拍摄场景更换拍摄用具，而且使得该无人机能够适用于各种不同的场地，提高了该装置的实用性，降低了使用成本，通过该无人机进行测绘，不仅作业安全，周期快、易于更新，有利于提高自动化高速化程度，而且时延低，提高了拍摄效率以及精准度。
虽然上述方案具有如上的优势，但是上述方案的劣势在于：针对建筑的地质调查测绘，由于不同地区呈现出不同的地质结构，在测绘工程中需要对待测区域的地质情况进行分析标注，但是在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效，甚至会威胁到工作人员的生命安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于BIM的无人机测绘装置及方法，解决现有技术中存在的在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于BIM的无人机测绘装置，包括：
无人机；
线路规划模块，其用于确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为所述无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
飞控模块，其用于根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
惯性导航模块，其用于获取所述无人机的位置信息；
像控点布控模块，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
像控点喷射器，其搭载在所述无人机上，用于根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
信息采集模块，其搭载在所述无人机上，用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
数字模型建立模块，其用于基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
位移分析评估模块，其用于基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述无人机包括：
机身；
固定侧翼，其设有一对并分别固定安装在所述机身外表面相对两侧；
多旋侧翼，其设有一对并分别固定安装一对所述固定侧翼的顶部；
二次动力加速器，其固定安装在所述机身的外表面尾部。
进一步，所述像控点标记物为油漆或白灰。
进一步，还包括：
内置电喷发动机的姿态控制模块，其与所述飞控模块连接，用于采用电子控制方法来控制所述电喷发动机的供油过程，以切换所述无人机的飞行模式。
进一步，还包括：
位置控制模块，其包括启动电机、APM单元和栅极启动器，所述启动电机通过所述APM单元以及所述栅极启动器与所述飞控模块连接，所述启动电机还与所述无人机内部的充电***连接并一体化。
进一步，还包括：
高度控制模块，其与所述飞控模块连接，用于对所述固定侧翼的俯仰角和横滚角进行PID控制，以调节所述无人机所受到的空气动力性质以及重力。
进一步，所述信息采集模块包括：
影像采集单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄，获得当前图像数据；
机载LIDAR单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云数据。
进一步，所述影像采集单元具体为面阵CMOS相机。
进一步，所述机载LIDAR单元具体用于：
对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云初始数据；
基于K最近邻法和球形邻域法对所述初始激光点云数据进行过滤，得到当前激光点云过滤数据；
对所述当前激光点云过滤数据进行边界矢量修正，得到当前激光点云数据。
基于上述一种基于BIM的无人机测绘装置，本发明还提供一种基于BIM的无人机测绘方法。
一种基于BIM的无人机测绘方法，应用于上述所述的基于BIM的无人机测绘装置，包括以下步骤：
S1，确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
S2，根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
S3，获取所述无人机的位置信息；
S4，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
S5，根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
S6，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
S7，基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
S8，基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
本发明的有益效果是：在本发明一种基于BIM的无人机测绘装置及方法中，在无人机摄影测量的过程中还获取了当前激光点云数据，其可以提高测建模的精度，从而提高测绘精度；另外，本发明还基于三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，得出地面位移形变测量结果，解决了现有技术中存在的在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效的问题。
附图说明
图1为本发明一种基于BIM的无人机测绘装置的结构框图；
图2为本发明一种基于BIM的无人机测绘装置中无人机的结构示意图；
图3为本发明一种基于BIM的无人机测绘方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、机身，2、固定侧翼，3、多旋侧翼，4、二次动力加速器，5、支脚，6、像控点喷射器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于BIM的无人机测绘装置，包括：
无人机；
线路规划模块，其用于确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为所述无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
飞控模块，其用于根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
惯性导航模块，其用于获取所述无人机的位置信息；
像控点布控模块，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
像控点喷射器，其搭载在所述无人机上，用于根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
信息采集模块，其搭载在所述无人机上，用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
数字模型建立模块，其用于基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
位移分析评估模块，其用于基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
在本具体实施例中，如图2所示，所述无人机包括：
机身1；
固定侧翼2，其设有一对并分别固定安装在所述机身1外表面相对两侧；
多旋侧翼3，其设有一对并分别固定安装一对所述固定侧翼2的顶部；
二次动力加速器4，其固定安装在所述机身1的外表面尾部；
支脚5，其设有多个并分布固定安装在所述机身1的底部。
在图2中，6为所述像控点喷射器，所述像控点喷射器6固定安装在所述机身1外表面的底部。
本发明中的无人机采用多旋侧翼3与固定侧翼2相配合，整体采用固定侧翼2、多旋侧翼3相配合的飞行模式，在多旋侧翼3的支持下可实现垂直起降，无需借助跑道滑行起飞；具体的，无人机可以使用多旋侧翼3进行垂直起降和低速悬停，在高速飞行时可以采用固定侧翼2，在需要低速悬停时可以转换为多旋侧翼模式。具体实施时，从低速悬停到高速飞行的切换可以采用以下步骤：启动固定侧翼2，并使其开始运行，减小多旋侧翼3的升力，同时加速多旋侧翼3的速度，使其达到起飞速度，加速模式采用二次动力加速器4的喷射加速，当固定侧翼2达到起飞速度并开始平稳飞行时，将多旋侧翼3完全停止并转换为飞行模式；需要注意的是，在切换过程中需要确保机身1的平稳性和安全性，配合机身1内部的惯性导航***和GPS传感器进行精确操控，在减小多旋侧翼3升力时，需要逐步增加固定侧翼2的推力，并同时通过固定侧翼2的角度来增加其升力；这样可以实现在减小多旋侧翼3的升力的同时，逐渐增加固定侧翼2的速度和升力，实现加速的过程。
在本具体实施例中，在所述线路规划模块中：
确定需要测绘的区域，并对该区域进行规划设计，根据设计测绘区域的大小和形状，制定无人机的飞行计划，包括起飞点、飞行路线、拍摄高度和相机角度等参数；在进行飞行路线规划的同时规划像控点。
在本具体实施例中，像控点喷射器内部存储有像控点标记物，其在像控点布控模块确定点位后，由内部泵机将像控点标记物进行喷射以布控像控点，所述像控点标记物为油漆或白灰，可根据实际测绘天气以及地面情况进行选择。
在像控点布设前，在制定好的起飞点，将无人机起飞并悬停在空中，等待操作员的指令，根据预设路线进行巡航测绘以及像控点布控。
在本具体实施例中，如图1所示，基于BIM的无人机测绘装置还包括：高度控制模块，其与所述飞控模块连接，用于对所述固定侧翼的俯仰角和横滚角进行PID控制，以调节所述无人机所受到的空气动力性质以及重力。
为了保证加速的平稳性，高度控制模块采用电子稳定***来辅助控制飞行姿态，避免出现抖动和不稳定的情况，例如可采用PID控制器来控制固定侧翼的俯仰角和横滚角，从而实现平稳的加速和过渡，兼具固定侧翼航时长、速度高、距离远的特点，有效提升测绘效率；高度控制模块为无人机在工程方量测绘作业过程中所受到的空气动力性质、自身重力进行调节，提供测绘稳定性。
在本具体实施例中，如图1所示，基于BIM的无人机测绘装置还包括：内置电喷发动机的姿态控制模块，其与所述飞控模块连接，用于采用电子控制方法来控制所述电喷发动机的供油过程，以切换所述无人机的飞行模式。
姿态控制模块额外加设电喷发动机，采用电子控制方式，取代传统的机械***如化油器来控制发动机的供油过程，可在非悬停阶段进行飞行模式切换。在本具体实施例中，如图1所示，基于BIM的无人机测绘装置还包括：位置控制模块，其包括启动电机、APM单元和栅极启动器，所述启动电机通过所述APM单元以及所述栅极启动器与所述飞控模块连接，所述启动电机还与所述无人机内部的充电***连接并一体化。
针对目前市面上的用以启动的直流电动机以及带有调节器的交流发电机进行改进，直流电动机以及交流发电机构成的双装置占用空间大，安装不便，因此本发明设置位置控制模块进行替换，位置控制模块内置启动电机、APM单元、栅极启动器，启动电机可做发电机使用，将启动***和充电***一体化，以此来减轻机体重量，提升整体装置巡航测绘时的便捷性。
在本具体实施例中，所述信息采集模块包括：
影像采集单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄，获得当前图像数据；
机载LIDAR单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云数据。
在本具体实施例中，所述影像采集单元具体为面阵CMOS相机。高精度面阵CMOS相机，便于后续对地面位移形变量的测量。
在本具体实施例中，所述机载LIDAR单元具体用于：
对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云初始数据；
基于K最近邻法和球形邻域法对所述初始激光点云数据进行过滤，得到当前激光点云过滤数据；
对所述当前激光点云过滤数据进行边界矢量修正，得到当前激光点云数据。
机载LiDAR单元可以快速获取数字高程模型激光点云数据，直接反映模型点位的三维坐标，自动将植被、障碍物等非地形及建筑目标上的点云进行分类、滤波或去除。机载LiDAR单元包含两种处理法，分别是K最近邻法和球形邻域法，机载LiDAR单元采用这两种处理方法目的是差异点识别与剔除，使得建模点云更加精准，其次对点云边界进行矢量修正，使其形状结构规则完整，从而实现快速获取数字高程模型激光点云数据，同时提高数字高程模型激光点云数据的精确度。
在本具体实施例中，数字模型建立模块将测绘信息(当前图像数据和当前激光点云数据)进行处理，生成三维模型和点云数据，将处理好的三维模型和点云数据导入到BIM软件(具体为VirtualSurveyor软件)中，并进行编辑和调整，生成最终的BIM模型。
在本具体实施例中，位移分析评估模块针对地面形变位移的测量，通过收集地面图像，由位移分析评估模块和数字模型建立模块相配合，并将采集的图像信息其传输给计算机，经过对图像信息的处理与分析后，提取形变特征点，对比前后多个特征点位置，得出地面位移形变测量结果。由于不同地区呈现出不同的地质结构，地表重力发生变化将导致在长周期的测绘勘测过程中，会产生地面形变量过大，影响测绘结果，故设置位移分析评估模块。
在得出地面位移形变测量结果的过程中：
首先，依据分辨率计算公式精确计算面阵CMOS相机的分辨率，分辨率计算公式为：
其中，H和分别为视野范围水平长度和水平方向分辨率；V和/>分别为视野范围垂直长度和垂直方向分辨率，σχ和σγ分别为水平方向方差和垂直方向方差；为了避免镜头变焦现象的发生，面阵CMOS相机选用定焦镜头，且选择的镜头需要带有调节光圈的功能，并支持手动和自动两种调节方式。
然后，分别定义相机、图像、成像和世界四个坐标系；
图像坐标系中的任意一点(u0,v0)在成像坐标系中的对应点为
其中，dχ和dy分别为成像坐标系中任意像素在x轴和y轴方向上的物理尺寸，s～为倾斜因子；成像过程即世界坐标系节点变换到图像坐标系的过程，其变换公式为：
其中(XC，YC，ZC)和(XW，YW，ZW)分别为图像和世界坐标系下的齐次坐标，A为相机参数矩阵，ZC为标定参数，R和t分别为旋转正交矩阵和平移向量；
最后，将测绘工程地面上的任意一点代入到公式(3)中，从而确定该点的具体像素位置坐标，再由机器视觉相机的标定，在测绘地面的位移形变测量过程中，通过测量图像坐标系中的位移量，结合相机的分辨率，便可转换得出实际空间中的位移量。
在本发明中：
1.本发明通过机载LiDAR单元和像控点布控模块可对像控点进行定位，配合K最近邻法和球形邻域法，由机载LiDAR单元对采集数据进行过滤，过滤的方式首先是差异点识别与剔除，使得建模点云更加精准，其次对点云边界进行矢量修正，使其形状结构规则完整，从而实现快速获取数字高程模型激光点云数据，同时提高数字高程模型激光点云数据的精确度，运用上述方法即可实现机身机载LiDAR单元建立高精度测绘建模，将建筑立面模型地质模型进行三维重现，提高了测绘精度高。
2.本发明通过像控点布控模块、信息采集模块、数字模型建立模块的配合，结合BIM技术，将采集的数据进行处理和分析，生成三维建筑模型，并提供测量和设计分析功能，以实现对测绘区域的精准测绘；通过收集地面图像，由位移分析评估模块、数字模型建立模块相配合，并采集的图像信息将其传输给计算机，经过对图像信息的处理与分析后，提取形变特征点，对比前后多个特征点位置，得出地面位移形变测量结果，解决了现有技术中存在的在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效，甚至会威胁到工作人员的生命安全的问题。
3.本发明通过固定侧翼、多旋侧翼、二次动力加速器的配合，在多旋侧翼的支持下可实现垂直起降，无需借助跑道滑行起飞，兼具固定侧翼航时长、速度高、距离远的特点，有效提升测绘效率。
4.本发明通过像控点喷射器、影像采集单元的配合由像控点喷射器内部泵机将内部标记液进行布控，同时机身搭载的机载LiDAR单元可以快速获取数字高程模型激光点云数据，直接反映模型点位的三维坐标，自动将植被、障碍物等非地形及建筑目标上的点云进行分类、滤波或去除，有效提高测绘精确度。
基于上述一种基于BIM的无人机测绘装置，本发明还提供一种基于BIM的无人机测绘方法。
如图3所示，一种基于BIM的无人机测绘方法，应用于上述所述的基于BIM的无人机测绘装置，包括以下步骤：
S1，确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
S2，根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
S3，获取所述无人机的位置信息；
S4，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
S5，根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
S6，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
S7，基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
S8，基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
在本发明一种基于BIM的无人机测绘装置及方法中，在无人机摄影测量的过程中还获取了当前激光点云数据，其可以提高测建模的精度，从而提高测绘精度；另外，本发明还基于三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，得出地面位移形变测量结果，解决了现有技术中存在的在长周期的测绘勘测过程中，由于地表重力的存在地貌情况会发生变化、产生地面形变，地面较大的形变量会破坏地质结构，将导致区域地质勘测失效的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，包括：
无人机；
线路规划模块，其用于确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为所述无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
飞控模块，其用于根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
惯性导航模块，其用于获取所述无人机的位置信息；
像控点布控模块，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
像控点喷射器，其搭载在所述无人机上，用于根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
信息采集模块，其搭载在所述无人机上，用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
数字模型建立模块，其用于基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
位移分析评估模块，其用于基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，所述无人机包括：
机身；
固定侧翼，其设有一对并分别固定安装在所述机身外表面相对两侧；
多旋侧翼，其设有一对并分别固定安装一对所述固定侧翼的顶部；
二次动力加速器，其固定安装在所述机身的外表面尾部。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，所述像控点标记物为油漆或白灰。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，还包括：
内置电喷发动机的姿态控制模块，其与所述飞控模块连接，用于采用电子控制方法来控制所述电喷发动机的供油过程，以切换所述无人机的飞行模式。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，还包括：
位置控制模块，其包括启动电机、APM单元和栅极启动器，所述启动电机通过所述APM单元以及所述栅极启动器与所述飞控模块连接，所述启动电机还与所述无人机内部的充电***连接并一体化。
6.根据权利要求2所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，还包括：
高度控制模块，其与所述飞控模块连接，用于对所述固定侧翼的俯仰角和横滚角进行PID控制，以调节所述无人机所受到的空气动力性质以及重力。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，所述信息采集模块包括：
影像采集单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄，获得当前图像数据；
机载LIDAR单元，其用于在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云数据。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，所述影像采集单元具体为面阵CMOS相机。
9.根据权利要求7所述的基于BIM的无人机测绘装置，其特征在于，所述机载LIDAR单元具体用于：
对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行扫描，获得当前激光点云初始数据；
基于K最近邻法和球形邻域法对所述初始激光点云数据进行过滤，得到当前激光点云过滤数据；
对所述当前激光点云过滤数据进行边界矢量修正，得到当前激光点云数据。
10.一种基于BIM的无人机测绘方法，其特征在于，应用于权利要求1至9任一项所述的基于BIM的无人机测绘装置，包括以下步骤：
S1，确定测绘区域，并在所述测绘区域中规划像控点，且结合规划的像控点为无人机在所述测绘区域中飞行拍摄制定飞行计划；
S2，根据所述飞行计划控制所述无人机在所述测绘区域内飞行；
S3，获取所述无人机的位置信息；
S4，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，基于规划的像控点以及所述位置信息，在所述测绘区域中进行点位确认，并输出像控点布控指令；
S5，根据所述像控点布控指令将像控点标记物喷射至规划的像控点上以实现像控点的布设；
S6，在所述无人机根据所述飞行计划在所述测绘区域内飞行时，对所述测绘区域内布设有像控点的区域进行拍摄和扫描，获得当前图像数据和当前激光点云数据；
S7，基于BIM建模方法，根据获得的当前图像数据和当前激光点云数据进行处理和分析，生成三维BIM模型；
S8，基于所述三维BIM模型，将所述当前图像数据与历史获得的历史图像数据进行综合分析，以提取形变特征点，并确定出所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，且对比所述形变特征点分别在当前图像数据以及历史图像数据中的位置，得出地面位移形变测量结果。
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| CN202311047759.0A CN117288166A (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 一种基于bim的无人机测绘装置及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117849788A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 山东飞鸢空间信息科技有限公司 | 一种基于三维建模的地质地形数字孪生场景的测绘*** |
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2023
- 2023-08-18 CN CN202311047759.0A patent/CN117288166A/zh active Pending
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| CN117849788B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-10 | 山东飞鸢空间信息科技有限公司 | 一种基于三维建模的地质地形数字孪生场景的测绘*** |
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