【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机智能测绘，具体涉及一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置。
技术介绍
1、建筑物在设计之初都有一定的安全使用年限，在到达使用年限之后需要对其进行拆除处理，而高耸类构筑物、桥梁、楼房等建构筑物的拆除往往需要用到爆破技术，将高耸建筑爆破解体并塌落，以便于后续的建筑清除工作。为确保爆破解体塌落过程符合设计要求，安全顺利，爆破拆除设计务必精准可靠，其中重要的一个基础是要清楚地了解待拆除建筑物本身的规格尺寸、初始结构设计、材质（砖、混凝土标号、钢筋等）、现状等，以及周边环境情况，以往是通过建设时的设计图纸以及现场踏勘来进行了解，但常出现资料缺失的情况，给后续设计施工带来隐患，需要爆破人员重新通过测绘来建立该建筑及其周围环境的图纸和模型数据，用于对爆破拆除的工程设计。
2、随着我国工程行业的发展，测绘行业也迎来了飞速发展时期。由于无人机遥感技术在测绘领域的诸多优势，不仅能够更好地完成建模、数据收集以及处理等工作，而且还能及大地提高测绘人员的工作效率，因此，在爆破拆除领域，无人遥感技术广受应用。然而目前无人遥感技术测绘技术虽然应用比较广泛，但现有的测绘数据方式大多采用人工的方式进行测绘记录，会导致每次作业的工程量巨大，而且现有的三维建模方法大多依赖于现有的测绘数据建立，而现实中的具体情况则不一定如图纸所显示的那样，因此亟需探索研究一种无人机建筑测绘方法，以提高整体工作效率，获取最新的建筑及其周围环境数据。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于三维模型
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，包括：
4、步骤s1：数据收集，通过多种方式收集大量的测绘数据；
5、步骤s2：数据整理，对步骤s1中收集到的数据进行清洗，以去除错误的和冗余的信息，同时对数据进行格式化和标准化，通过深度学习算法实现测绘数据的分类与识别，最后形成被测建筑以及其周围环境的基础数据库；
6、步骤s3：多源数据融合建模，使用无人机通过倾斜摄影测量、贴近摄影测量和近景摄影测量的方式对被测建筑以及其周围环境进行测绘，测绘时使用空中三角测量技术实现对被测建筑的三维重建，对空中三角测量结果进行测量精度评估，评估合格的空三加密点云最终形成被测建筑以及其周围环境的三维数据库；
7、步骤s4：实际数据测量，基于被测建筑建立空间直角坐标系，使用无人机对被测建筑以及其周围环境进行实际尺寸测量，并且对被测建筑以及其周围环境之间的实际距离进行行测量；
8、步骤s5：数据比对，将测量到的数据与基础数据库进行比对，提取出其中偏差大的数据，并用测量到的数据对基础数据库进行修正；
9、步骤s6：整合修正后的基础数据库和三维数据库，生成以三维模型为基础，内含各建构建筑信息的综合数据库。
10、进一步地，所述多源数据融合建模通过空中三角测量通过摄测量学共线条件方程，将影像外方位元素作为待求参数，将影像特征匹配点作为观测值，并通过附加少量像控点进行区域网平差，恢复影像的外方位元素，包括影像三维姿态与三维大地坐标，其中，共线条件方程式如下所示：
11、；
12、；
13、式中：（，，f）为影像内方位元素，（x，y）为像点的像平面坐标（即像素点），（，，）为摄站大地坐标，（，，）（i=1，2，3）为摄影瞬间影像姿态，上述变量均为已知量，（，，）为像点对应地物点的大地坐标，为待求量。
14、进一步地，所述倾斜摄影测量是使用无人机在被测建筑的斜上方，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述贴近摄影测量是使用无人机在被测建筑的多个水平位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述近景摄影测量是使用无人机在被测建筑贴近地面的位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据。
15、进一步地，采用无人机搭载激光测距仪对建筑的实际尺寸以及建筑之间的实际距离测量，所述实际数据测量包括以下几个步骤：
16、步骤 s11：根据三维数据库的三维模型作为基础，提取被测建筑与周围环境建筑的各个特征；
17、步骤s12：通过无人机上的激光测距仪直接测量所提取特征之间的尺寸；
18、步骤s13：以三维数据库中的三维模型为基础建立空间直角坐标系，并通过所提取特征之间的尺寸计算出被测建筑与周围环境的实际尺寸，以及二者之间的真实距离尺寸；
19、步骤s14：将上述计算得出的实际尺寸整合入三维数据库。
20、进一步地，最终的三维数据库还包括对被测区域内的非常规建筑的识别：基于神经网络建立非常规建筑识别模型，并将预先训练好的非常规建筑训练集导入所述非常规建筑识别模型中训练，得到训练好的非常规建筑设施类型识别模型；将所述被测建筑设施的的类型导入所述训练好的非常规建筑设施类型识别模型，得到非常规建筑设施识别结果，并判断所述非常规建筑设施识别结果是否为预设识别结果，若为预设识别结果，根据太阳直射点的位置以及待测绘建筑物各个区域得到在最佳测绘时间段内的反光位置坐标点。
21、进一步地，所述综合数据库包括基础设施信息以及流动设施信息，所述基础设施信息以目标被测建筑为中心，以环绕其周围的建构建筑为周围环境，构成局部的三维模型，其中包括各固定基础设施的形态信息和位置信息，以及非常规建筑的材料、类型等信息；所述流动设施信息以时间为依据，该被测局部环境中的规律变化因素为流动信息，比如马路上的班车、地铁、人流等。
22、一种基于三维模型的无人机测绘装置，所述无人机包括壳体和机翼，所述的机翼包括连接支架、防护罩和螺旋桨；所述连接支架的一端连接在所述壳体上，所述连接支架的另一端连接所述防护罩和螺旋桨，所述防护罩为一扇形护罩，所述扇形护罩的下端设有通孔，所述防护罩的侧端设有防护栏，所述连接支架在防护罩的下端设有一支撑脚，所述支撑脚上设有安全弹射装置，安全弹射装置内设有降落伞，所述壳体上设置有感应装置，所述安全弹射装置被设置为当感应装置感应到所述机翼处于异常状态时，所述降落伞自动弹射出。
23、进一步地，所述降落伞设置于所述连接支架的底端，所述防护罩中所述防护栏的高度高于所述壳体和所述螺旋桨，所述防护罩使用弹性橡胶材料。
24、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
25、1、多源数据联合建模，使用无人机通过倾斜摄影测量、贴近摄影测量和近景摄影测量的方式对被测建筑以及其周围环境进行测绘，基于多源影像融合的精细化三维建模方法发挥了倾斜摄影测量、贴近摄影测量和近景摄影测量的优势，实现了三维模型的全方位与精细化重建。
26、2、通过摄影测量学共线条件方程实现空中三角测量，使得三生成的空中三角测量加密点云更精细。
27、3、通过搜集的基础数据库和重建的三维数据库的融合，并且辅以无人机实际测量被测区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述多源数据融合建模通过空中三角测量通过摄测量学共线条件方程，将影像外方位元素作为待求参数，将影像特征匹配点作为观测值，并通过附加少量像控点进行区域网平差，恢复影像的外方位元素，包括影像三维姿态与三维大地坐标，其中，共线条件方程式如下所示：
3.根据权利要求2所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述倾斜摄影测量是使用无人机在被测建筑的斜上方，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述贴近摄影测量是使用无人机在被测建筑的多个水平位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述近景摄影测量是使用无人机在被测建筑贴近地面的位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：采用无人机搭载激光测距仪对建筑的实际尺寸以及建筑之间的实际距离测量，所述实际数据测量包括以下几个步骤：
5.根据权利
6.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述综合数据库包括基础设施信息以及流动设施信息，所述基础设施信息以目标被测建筑为中心，以环绕其周围的建构建筑为周围环境，构成局部的三维模型，其中包括各固定基础设施的形态信息和位置信息，以及非常规建筑的材料、类型等信息；所述流动设施信息以时间为依据，该被测局部环境中的规律变化因素为流动信息，比如马路上的班车、地铁、人流等。
7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的三维模型的无人机测绘装置，所述无人机包括壳体（1）和机翼（2），其特征在于：所述的机翼（2）包括连接支架（3）、防护罩（4）和螺旋桨（5）；所述连接支架（3）的一端连接在所述壳体（1）上，所述连接支架（3）的另一端连接所述防护罩（4）和螺旋桨（5），所述防护罩（4）为一扇形护罩，所述扇形护罩的下端设有通孔（6），所述防护罩（4）的侧端设有防护栏（7），所述连接支架（3）在防护罩（4）的下端设有一支撑脚（8），所述支撑脚（8）上设有安全弹射装置，安全弹射装置内设有降落伞（9），所述壳体（1）上设置有感应装置，所述安全弹射装置被设置为当感应装置感应到所述机翼（2）处于异常状态时，所述降落伞（9）自动弹射出。
8.根据权利要求7所述的一种基于三维模型的无人机测绘装置，其特征在于，所述降落伞（9）设置于所述连接支架（3）的底端，所述防护罩（4）中所述防护栏（7）的高度高于所述壳体（1）和所述螺旋桨（5），所述防护罩（4）使用弹性橡胶材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述多源数据融合建模通过空中三角测量通过摄测量学共线条件方程，将影像外方位元素作为待求参数，将影像特征匹配点作为观测值，并通过附加少量像控点进行区域网平差，恢复影像的外方位元素，包括影像三维姿态与三维大地坐标，其中，共线条件方程式如下所示：
3.根据权利要求2所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述倾斜摄影测量是使用无人机在被测建筑的斜上方，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述贴近摄影测量是使用无人机在被测建筑的多个水平位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据；所述近景摄影测量是使用无人机在被测建筑贴近地面的位置，以被测建筑为中心环绕拍摄多个视角采集影像数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：采用无人机搭载激光测距仪对建筑的实际尺寸以及建筑之间的实际距离测量，所述实际数据测量包括以下几个步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：最终的三维数据库还包括对被测区域内的非常规建筑的识别：
6.根据权利要求1所述的一种基于三维模型的无人机测绘方法和装置，其特征在于：所述综合数据库...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋志伟，邵晓宁，汪海娟，刘炜鹏，张凯，于振，吴凡，吴波，
申请(专利权)人：浙江省高能爆破工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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