摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，路桥工程建设越来越多。路桥检测要求检测结果客观、准确、全面。常规的路桥检测手段存在精度不足、操作困难等诸多问题。基于此，在此介绍一种基于无人机航测方法的路桥检测技术。通过对相机检校、布控、航测、内业制作、外业检查等步骤对无人机航测技术进行详细分析，该方法可以使路桥检测实现自动化、精准化和安全化。实践证明，无人机航测技术比传统方法更加准确。
关键词：无人机；路桥检测；航测
引言
随着我国经济社会可持续发展，无人机航测技术已被广泛应用。无人机航测技术不仅可以有效的提升工程测量的效率，还可以保证测量数据的准确性，促使测量工程安全顺利的开展。无人机技术的广泛应用是当今社会发展的必然趋势与潮流。
1无人机应用现状
无人机航测技术是指无人机设备上负载多种传感器，在空中采集、记录位置、姿态（或实时回传采集数据）的技术。无人机技术未成熟前，常采用传统有人机航拍的模式，该模式周期长，投入成本高，一定程度上限制了航测技术的运用，难以满足工程测绘中需要快速更新数据的基本要求，导致传统航测技术较少应用于传统的工程测量中。如今，无人机航测技术的飞速发展使航测技术成为测量的重要手段之一，推动了现代数据采集和工程测绘地理信息产业的发展。到目前为止，无人机航测技术已经在广大领域内投入使用，如军事、地理信息、航空领域，在一定程度上促进了中国经济与社会的进步。
2无人机应用于桥梁检测
无人驾驶飞行器(UAV)简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。它可以在计算机程序的控制下按照既定的轨迹自动飞行，也可以通过远程遥控的方式飞行，或者将以上两种能力结合，在半自主控制的条件下飞行。且无人机可以配备不同的传感器或者配套设备，来适应摄影，地质勘探、气象、水文或农业、林业领域的多种成图需求。由于无人机具有预先编程的飞行路径和在低空收集数据的能力，这使得其在路桥工程中还有许多待开发的应用。譬如无人机可以近距离拍摄桥梁细部构件的高清图片以供后期的动态监测使用;录制疑似问题区域的动态高清视频为后期的确认以及相关问题的解决方案提供生动资料等。无人机采集的影像资料经过相关软件的后期制作既可以对桥梁的位置、坐标进行检查，也可以将肉眼难以发觉的损坏部位直观的表现。因此，无人机可以极大程度的改变桥梁等相关基础设施的检测、评估方式以及构件维护策略。
3无人机航测技术路桥检测方法
3.1布设影像控制点
影像控制点的布设即为确定拍照瞬间飞机传感器的准确位置，为后期使用摄影测量理论恢复照片的姿态、位置计算内、外方位元素服务。路桥的特点是线路跨度大，相对于长度宽度跨度小，呈带状，非传统意义上矩形测区，整体精度不如传统矩形测区。因飞机自带GPS、IMU(姿态传感器)定位精度以及准确度均达不到有人机相关设备标准，且为提高带状成图精度，需在待检测的路桥中布设若干影像控制点。影像控制点的布设一般遵循近似等间隔、与成图分辨率密切相关、交通和通讯便利的设定原则。
3.2无人机航测技术的外部处理工作
无人机航测技术的外部工作包括设置工程控制点、规划航测路线、进行传感器参数检校、以及航空摄影测量。在设置工程控制点时，如果依据传统航测技术规范测量地势复杂的工程区域误差会不满足路桥检测要求，因此，用无人机航测技术设置工程控制点，每260m设一对点且呈品字形分布，控制点数量由工程规模决定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在规划航测路线时应根据控制点位置、工程规模与地势、无人机飞行高度和环境对无人机航测路线进行科学合理的规划，航测过程还应注意画面是否清晰、成像效果是否满足要求，在无人机飞控系统中提前录入规划好的航测航线，保证无人机航测环境足够安全与广阔，提高无人机航测数据的质量以及清晰度。最后进行无人机航测，得到最为真实有效的影像数据。
3.3整理数据
在无人机工作结束后，将无人机所采集的数据导出，预览数据，选择正确符合要求的数据。对航拍记录的位置信息和影像数据进行相关匹配处理，调整影像明暗度对比和以及色彩的饱和度。根据布设的控制点位置，对工程新建项目进行无人机影像数据处理，建立成图坐标图，结合获取的相机检校参数以及像控点位置使用专业成图软件将影像数据与工程控制点进行匹配获取严格的空中三角测量数据，选择合适的坐标体系。
3.4数据采集和测绘影像的获取
由于无人机飞行时，它的姿态并不十分稳定，会出现偏角，甚至受到风向影响使得无人机之间的影像旋片角度过大，出现相邻两幅影像之间差异过大的情况。基于此，需要对飞行环境、飞行平台、飞行线路做好合理规划设置，根据飞机特点来进行测量。测绘之前就将相机镜头调整合适，查看影像成形效果，避免因摄影设备问题造成测绘成果不清晰的情况，提升无人机航测应用效率。
手动控制点的添加和自动空中三角测量加密是无人机进行数据采集的两个主要部分。手动控制点的添加是工作人员通过操控计算机，根据需要操作软件选择采集外业布设控制点的数据，其数据具有准确性及精准性。自动加密是指图像经过手动添加控制点后，将其余非像控点数据转化为点云信息储存在处理器中，为后期的影像上的位置恢复成真实坐标系下数据做准备。
一般来说，采用空中三角测量技术定点测量，它具有很高的自动化程度，可以有效处理、纠正在测量过程中因气流影响或操作不当产生的误差问题，将航线数据自行匹配，提取并测试连接点，判断是否分布均匀，降低影像匹配和连接点提取的误差，一定程度上避免了错误拍摄和不准确性，提高了图像质量。在空中三角测量满足要求后，继续后面步骤，生产满足要求的影像资料，修正颜色编辑图像，最终完成航测结果。
4探讨与分析
针对无人机在高速公路检测实际应用中存在的问题，文章对此进行讨论，并为其提出一些建议。我国无人机技术已经达到了世界领先的水平，如何将无人机技术完美地融合入日常公路检测工作是我们需要思考的问题。首先考虑现行的无人机专业化问题，在当今的无人机高速公路检测领域，运用无人机还属于局部的、自发性的行为，没有相关规定辅佐无人机检测技术发展。作为相关工作者，我们应当清晰意识到无人机影像检测技术可能带来的推动作用，深刻分析无人机影像技术的发展前景，以积极的态度推进无人机影像检测技术的发展。将我国高速公路检测从传统检测推向无人机影像技术检测，再到专业化的无人机影像检测技术，将无人机检测从民用阶段推动之至专业化。对待无人机GPS定位、以及IMU定姿不准确的问题，我们应当对未来充满信心，随着通信技术的进步，5G时代的到来，大数据通信模式的改变，这将更加有利于无人机高速公路检测事业的发展。
结语
综上所述，许多路桥单位都在不断对无人机航测技术进行研究和创新，解决其中存在的问题。相信在未来的发展中，我国的无人机技术将更加先进，无人机技术将会带给检测工作越来越多的便捷性，其在路桥行业的应用会取得更好的发展和进步。
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论文作者:李营
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
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