无人机在土木工程应用中的研究现状
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基于无人机技术的土木工程现场监测与管理无人机技术是近年来得到迅速发展和广泛应用的一种新兴技术,在土木工程领域也逐渐受到了越来越多的关注。
无人机作为一种高效、灵活、便捷的监测工具,被广泛应用于土木工程现场的监测与管理中,为工程施工提供了全新的视角和解决方案。
一、无人机技术在土木工程现场监测与管理中的应用现状目前,无人机技术在土木工程现场监测与管理中的应用已经相当成熟,涵盖了各个方面。
首先,无人机可以通过搭载各种传感器和相机设备,对工程现场进行高清、高精度的影像监测,实现对施工过程的实时监控和记录。
其次,无人机可以利用其空中机动的优势,将难以接近或危险的区域进行巡视和监测,减少了人力资源的投入和风险。
二、无人机技术在土木工程现场监测与管理中的优势分析与传统的监测方法相比,无人机技术在土木工程现场监测与管理中具有诸多优势。
首先,无人机可以实现全天候、多角度、高分辨率的监测,覆盖范围更广,监测精度更高。
其次,无人机可以快速、灵活地响应现场需求,实现快速部署和多次监测,提高了监测效率和效果。
此外,无人机监测可以减少人为因素的干扰和主观误差,提高了监测数据的可靠性和客观性。
三、无人机技术在土木工程现场监测与管理中存在的挑战与问题尽管无人机技术在土木工程现场监测与管理中表现出许多优势,但也面临着一些挑战与问题。
首先,无人机监测需要充分考虑天气、环境等外部因素的影响,时刻保持飞行安全和数据质量。
其次,无人机监测需要专业的操作人员和技术支持,随着监测需求的增加,相关人员和设备的培训与配置也变得更加重要。
另外,无人机监测数据的处理与分析也需要专业的软件支持和算法优化,以提高数据的利用效率和价值。
四、未来无人机技术在土木工程现场监测与管理中的发展趋势随着无人机技术不断发展和成熟,其在土木工程现场监测与管理中的应用也将迎来更大的发展空间。
未来,随着无人机技术的进一步智能化和自主化,其在土木工程监测中将能够实现更加复杂、高效的任务,为工程监测提供更多解决方案。
基于无人机的土木工程测绘技术无人机的应用在各行各业中日益广泛,其中在土木工程领域的测绘技术中,无人机的使用已经表现出巨大的潜力和优势。
本文将就基于无人机的土木工程测绘技术进行探讨,并阐述其在实际应用中所带来的诸多好处。
一、简介随着科技的发展和无人机技术的进步,无人机在土木工程测绘中的应用已经成为一种趋势。
无人机能够实现高精度的数据采集和图像获取,同时具备高效、快速的特点,成为传统土木工程测绘方法的重要补充和替代。
二、无人机测绘优势1. 高效快速:相比传统的测量方法,无人机能够快速覆盖大面积的地区,大大节约了时间和人力成本。
通过它的悬停、航线、特定模式等飞行方式,可以快速获取大量数据。
2.高精度:无人机搭载了高精度的地面控制系统,可以准确把握位置坐标信息。
同时,无人机摄像头通过高清像素和图像处理技术,保证了测量结果的精准度。
3. 自动化操作:无人机的飞行可以通过预设航线、自主遥控等方式实现自动化操作,减少人为因素的干扰,并提高工作效率。
4.无人机多传感器融合:无人机可以搭载多种传感器,如LiDAR、红外等,通过这些传感器的组合使用,能够获取更加全面的测量数据,同时结合数据处理软件,进行各种地形分析和建模。
三、无人机在土木工程测绘中的应用1. 地形测量:无人机能够利用激光雷达技术进行地面高程数据的采集,生成数字高程模型(DEM)和数字地面模型(DSM),帮助工程师进行地形分析、规划设计等工作。
2. 工地勘察:无人机能够快速获取工地内外的各类数据,包括空照图、正射影像、施工现场的立体影像等,为土木工程师提供详细的勘察资料,提升施工过程的安全性和精确性。
3. 建筑物监测:无人机可以通过高清相机获取建筑物外观的图像,结合图像处理软件进行立体重建和变形分析,实时监测建筑物的变化情况,为维修和保养提供重要参考。
4. 管道巡检:无人机可搭载红外相机和热成像设备,通过检测管道的热红外辐射信息,及时发现管道的漏痕、裂缝等问题,提高管道安全性。
基于无人机的土木工程施工监测无人机技术作为近年来不断发展的一项新兴技术,已经在各个领域展现出巨大的应用潜力。
在土木工程领域,无人机的应用不仅能够提高施工效率,还能够实现施工监测全过程的实时监控。
本文将探讨基于无人机的土木工程施工监测的现状和未来发展。
一、无人机在土木工程施工监测中的应用概况随着无人机技术的不断进步,其在土木工程施工监测中的应用也越来越广泛。
传统的土木工程施工监测通常需要人工巡视或借助于吊篮等工具,这样不仅效率低下,而且存在安全隐患。
而采用无人机进行施工监测可以大大提高效率,同时能够避免人为的工作风险。
无人机可以携带各种传感器,通过航拍、遥感等手段对工程施工过程进行全方位、多角度的监测与数据采集,从而帮助工程师及时掌握施工进展情况,并对可能出现的问题进行预警和及时处理。
二、基于无人机的土木工程施工监测的优势1. 提高施工效率:无人机可以快速完成航拍任务,无需人力投入。
同时,无人机携带的高分辨率相机和传感器可以获取更为详细的监测数据,帮助工程师及时掌握施工进展情况,提高施工效率。
2. 减少人力投入:无人机的自动化飞行和智能化控制,减少了人力投入,同时也避免了人为的工作风险。
3. 实时监测与预警:通过无人机获取的监测数据可以实时传输至监测中心,工程师可以根据数据进行实时分析和预警,及时发现并处理潜在问题,避免事故的发生。
4. 多角度全方位监测:无人机可以自由飞行并携带各种传感器,可以对工程施工现场进行全方位、多角度的监测与数据采集,使得监测数据更为准确、全面。
三、基于无人机的土木工程施工监测的发展趋势随着无人机技术的不断发展,基于无人机的土木工程施工监测也将会迎来更多的发展机遇和挑战。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 智能化监测系统的建立:通过无人机与人工智能技术的结合,建立智能化的土木工程施工监测系统,实现对施工过程的实时监测、分析和预警。
2. 数据处理与挖掘技术的进一步提升:无人机所获取的大量监测数据需要进行有效的处理和挖掘,以提取有用信息,并为工程师提供更加准确和可靠的决策依据。
土木工程中的无人飞行器应用研究引言:随着科技的不断进步与发展,无人飞行器作为一种新兴的科技产品,逐渐运用于各个领域。
尤其是在土木工程中,无人飞行器的应用研究正在深入探索,并展现出巨大的潜力。
本文将重点讨论土木工程中无人飞行器的应用及其研究发展。
一、无人飞行器在土木工程勘测中的应用1. 无人飞行器在地形测量中的应用无人飞行器搭载各类传感器及摄像头,可以高效精准地获取地面的地形数据和图像。
在土木工程勘测中,无人飞行器可以通过高空俯瞰,迅速获取大范围的地形信息,并生成高精度的数字地图。
2. 无人飞行器在土方工程监测中的应用在土方工程中,无人飞行器通过航拍技术可以实时监测工地的土方运输和倾泻情况,为施工管理提供及时的数据支持。
此外,无人飞行器还可以通过遥感技术,有效评估土方工程中的地质地貌,为工程的施工设计提供重要依据。
二、无人飞行器在土木工程施工中的应用1. 无人飞行器在建筑物施工中的应用在建筑工地施工中,无人飞行器具备高空观察的优势,可以快速生成三维模型,并进行空中测量。
此外,无人飞行器还可以承载装有测量工具的机械臂,实现对建筑物施工质量的自动监测,提高施工效率和减少人力成本。
2. 无人飞行器在桥梁检测中的应用在桥梁检测中,无人飞行器可以通过红外热像仪及超声波技术,无损检测桥梁结构的缺陷和隐患。
相较于传统的人工检测方式,无人飞行器具有快速、高效、安全的特点,能够准确评估桥梁的结构健康状况,并提供有效的维修和保养方案。
三、无人飞行器在土木工程灾害应对中的应用1. 无人飞行器在自然灾害中的应用在自然灾害中,如地震、洪水和山体滑坡等,无人飞行器具备快速响应的能力,并可以通过搭载高精度传感器进行地质勘测和救援。
无人飞行器通过航拍技术,可以提供受灾地区的详细图像和数据信息,为灾后评估和救援工作提供重要参考。
2. 无人飞行器在人工灾害中的应用在土木工程人为灾害中,如建筑物倒塌、交通事故等,无人飞行器可以迅速到达事故现场,获取实时数据,并提供风险评估和救援方案。
土木工程中的无人机应用研究与展望无人机作为一种新兴的技术装备,正在逐渐深入到各行各业。
而在土木工程领域,无人机的应用也越来越受到关注,其在勘察、测量、监测等方面具有巨大的潜力。
本文将探讨无人机在土木工程中的应用研究与展望。
首先,无人机在土木工程勘察中的应用已经取得了初步的成果。
传统的土木工程勘察通常需要耗费大量的时间和人力,而且往往受到地形复杂、环境恶劣等因素的限制。
而无人机具有飞行灵活、无人参与、视野广阔等特点,可以高效地完成勘察任务。
通过装载相机等设备,无人机可以在空中进行地形地貌的拍摄,从而获取大范围的地形数据。
此外,无人机还可以搭载多光谱相机等设备,实现土壤、植被等的高精度采集。
这对于土木工程勘察来说意义重大,无人机的应用使得勘察更加高效、更加全面。
其次,无人机在土木工程测量中的应用也逐渐得到发展。
传统的土木工程测量方法一般需要在地面进行,无论是固定测量点还是移动测量,都需要大量的人力物力。
而无人机可以在空中进行测量,不仅可以避免地形复杂的限制,还可以覆盖更大范围的测量区域。
利用激光雷达等设备,无人机可以实现三维测量,获取地面的高度信息。
而且,无人机还可以与地面设备联合使用,进行动静态测量,实现更高精度的数据采集。
因此,无人机在土木工程测量领域具有巨大的优势和潜力。
此外,无人机在土木工程监测中的应用也呈现出重要的前景。
土木工程建设后的存在时间往往非常长,其结构会受到各种因素的影响,如风、水、地震等。
传统的监测方式往往需要专业人员进行上下楼、架设设备等操作,既费时又费力。
而无人机可以在空中实现监测,通过装载传感器,实时获取结构的变形、应力等信息。
这不仅可以提高监测的精确度,还能够有效避免人工操作的不便。
在一些不易进入的地方,如高山、河湖中心等,无人机的应用更是不可或缺的。
然而,当前无人机在土木工程领域的应用还有一些挑战和问题需要解决。
一方面,无人机的安全飞行是一个很重要的问题。
在工地等特殊环境下的安全性往往是无人机飞行的挑战之一。
基于无人机的土木工程检测与监测在当今土木工程领域,技术的不断进步为工程的质量控制和安全保障带来了新的机遇和挑战。
其中,基于无人机的检测与监测技术正逐渐崭露头角,成为一种高效、精确且具有广泛应用前景的手段。
无人机,顾名思义,是一种无人驾驶的飞行器。
它小巧灵活,能够在各种复杂的环境中飞行,并搭载各种先进的传感器和设备,从而实现对土木工程结构的全方位检测和监测。
传统的土木工程检测与监测方法往往存在诸多局限性。
例如,人工检测不仅效率低下,而且对于一些难以到达的部位,如桥梁的顶部、高层建筑的外立面等,很难进行全面准确的检查。
此外,传统的检测方法可能会对工程结构造成一定的损伤,并且在数据采集的精度和广度方面也存在不足。
相比之下,无人机在土木工程检测与监测中具有显著的优势。
首先,它能够快速到达检测区域,大大提高了工作效率。
其次,无人机可以在不接触工程结构的情况下进行检测,避免了对结构的损伤。
再者,通过搭载高精度的传感器,如高清摄像头、激光雷达、热成像仪等,无人机能够获取丰富、准确的检测数据,包括结构的外观缺陷、几何形状、位移变化等。
在桥梁检测方面,无人机可以沿着桥梁的主梁、索塔等部位飞行,拍摄高清图像,检测裂缝、锈蚀、剥落等病害。
利用激光雷达技术,还可以精确测量桥梁的变形和位移情况,为桥梁的安全性评估提供重要依据。
对于大型的隧道工程,无人机可以进入隧道内部,对隧道壁的衬砌质量、渗漏水情况进行检测,及时发现潜在的安全隐患。
在高层建筑的检测中,无人机能够轻松到达建筑的顶部和外立面,检测外墙的裂缝、保温层的损坏等问题,避免了搭建脚手架等繁琐且危险的作业方式。
然而,要实现无人机在土木工程检测与监测中的有效应用,还面临着一些技术和管理方面的挑战。
技术方面,无人机的飞行稳定性和续航能力是需要重点关注的问题。
在复杂的风场环境中,无人机可能会出现晃动,影响数据采集的精度。
此外,如何提高传感器的精度和可靠性,以及如何实现数据的快速传输和处理,也是亟待解决的难题。
无人机技术在土木工程测量中的应用研究随着科技的不断发展,无人机技术在各个领域得到了广泛应用。
在土木工程测量领域,无人机技术的应用也越来越受到关注。
本文将探讨无人机技术在土木工程测量中的应用研究。
1. 引言土木工程测量是土木工程中的重要环节,其准确性对整个工程的顺利进行至关重要。
传统的测量方式需要测量人员进行现场测量,不仅费时费力,而且存在一定的误差。
而无人机技术的引入,给土木工程测量带来了革命性的变化。
2. 无人机技术在土木工程测量中的应用2.1 地形测量无人机搭载有高精度的测绘设备,可以对大范围的地形进行快速测量。
传统的地形测量需要测量人员步行或使用传统测量仪器,工作效率低下。
然而,无人机可以通过人工设定飞行路线和高度,自动进行地形数据采集。
通过将无人机上的设备与地理信息系统(GIS)结合,可以实时记录地形信息,并生成高精度的地形地图。
2.2 建筑测量在建筑测量过程中,需要测量建筑物的高度、面积、体积等参数。
传统的建筑测量需要人工用测量工具进行测量,费时费力。
而无人机可以通过空中俯瞰的方式,快速获取建筑物的三维信息。
通过无人机的航拍技术,可以获取建筑物的各个角度和高度的图像数据,并利用图像处理技术进行建筑物参数的测量。
2.3 施工监测在土木工程的施工过程中,施工监测是必不可少的环节。
传统的施工监测需要人工巡视,不仅工作量大,而且监测结果可能存在误差。
而无人机可以在施工现场进行巡航,通过搭载的摄像设备实时记录施工过程中的情况。
通过对无人机获取的图像数据进行分析,可以实现对施工质量和进度的监测,及时发现问题并进行调整。
3. 无人机技术在土木工程测量中的优势3.1 提高测量效率相比传统的测量方式,无人机技术可以快速获取大范围的测量数据,并且无需人工操作。
这大大提高了测量的效率,缩短了工期。
3.2 提高测量准确性传统的测量方式容易受到人为误差的影响,而无人机技术可以通过自动化的方式进行测量,减少人为因素的干扰,提高了测量的准确性。
土木工程中的无人机技术应用与创新研究探索在当今科技飞速发展的时代,无人机技术已逐渐渗透到各个领域,土木工程也不例外。
无人机以其独特的优势,为土木工程行业带来了新的机遇和变革。
无人机在土木工程中的应用首先体现在工程测绘方面。
传统的测绘方法往往需要大量的人力、物力和时间,而且在复杂地形或恶劣环境下,工作难度和危险性都较高。
而无人机可以快速、高效地获取高精度的地形数据和影像信息。
通过搭载高分辨率的相机和先进的定位系统,无人机能够对工程现场进行全方位的拍摄和测量,生成精确的数字地形模型(DTM)和正射影像图。
这不仅大大提高了测绘的效率和精度,还降低了成本和风险。
在施工监测方面,无人机也发挥着重要作用。
在大型建筑项目的施工过程中,需要对工程进度、质量和安全进行实时监控。
无人机可以定期对施工现场进行巡查,拍摄照片和视频,并通过图像识别和分析技术,快速发现施工中的问题和隐患,如结构变形、裂缝、材料堆积等。
同时,无人机还可以与传感器技术相结合,对施工现场的环境参数(如温度、湿度、风速等)进行监测,为施工决策提供数据支持。
在结构检测方面,无人机更是展现出了巨大的潜力。
对于桥梁、高层建筑等大型结构,定期的检测和维护至关重要。
然而,传统的检测方法往往需要搭建脚手架或使用吊篮等设备,不仅费时费力,而且存在一定的安全风险。
无人机可以携带各种检测设备,如高清相机、红外热像仪、激光扫描仪等,对结构的表面和内部进行非接触式检测。
通过对检测数据的分析,可以准确评估结构的健康状况,及时发现潜在的病害和损伤,并为维修和加固提供依据。
除了上述应用,无人机在土木工程中的创新研究也在不断推进。
例如,在无人机的飞行控制和路径规划方面,研究人员正在开发更加智能和高效的算法,以提高无人机在复杂环境中的自主飞行能力和任务执行效率。
同时,无人机与其他技术(如人工智能、大数据、物联网等)的融合也成为了研究的热点。
通过将无人机获取的数据与其他数据源进行整合和分析,可以实现对土木工程项目的全方位、智能化管理。
土木工程中的无人机应用研究引言近年来,随着科技的飞速发展,无人机作为一项新兴技术,正在广泛应用于各个领域。
土木工程作为重要的基础工程学科,也开始逐渐引入无人机技术,以提高工作效率、降低风险并改善工程质量。
本文将探讨土木工程中无人机的应用,并分析其在不同阶段的具体应用案例。
一、无人机在勘察阶段的应用在土木工程勘察阶段,无人机可以利用其高空航行的特点,搭载高分辨率相机、激光雷达等设备,收集大规模地理信息数据。
这些数据可以用于三维地形建模、地理信息系统(GIS)绘图、植被覆盖分析等。
这些应用对于制定工程设计方案、评估风险以及推动土地开发都起到了至关重要的作用。
二、无人机在施工监测阶段的应用在土木工程的施工阶段,无人机可用于实时监测施工进度和质量。
例如,使用无人机进行工地巡视,可以及时了解施工现场的情况,识别潜在的安全隐患。
此外,无人机还可以配备红外热成像设备,用于检测建筑物的热效应,以及监测管道和线路的泄漏问题。
这些监测手段可以大幅减少人力监测工作量,提高施工效率,并确保工程的质量和安全性。
三、无人机在工程检修与维护阶段的应用在土木工程的检修与维护阶段,无人机可以非常方便地进行检查和维修工作。
例如,在大桥、高楼等高空场所,传统的人工检查困难重重,而无人机的应用可以快速便捷地检查梁、支座、表面等结构,为工程提供了全方位的监测和评估。
此外,无人机还可以利用其携带设备的灵活性,在检修过程中搭载传感器,对结构进行实时监测。
这些应用不仅大大提高了检修效率,还有效减少了人员因操作高空设备而面临的安全风险。
结论无人机作为一项新兴技术,已经在土木工程中发挥了越来越重要的作用。
从勘察到施工监测再到工程检修与维护,无人机的应用在土木工程各个阶段都提供了全新的解决方案。
它们不仅可以提高施工效率、降低风险,还可以改善工程质量。
然而,需要注意的是,无人机技术的应用也面临一些挑战,例如法律法规的限制、设备的高昂成本等。
因此,在推广应用无人机技术的同时,我们也需要加强法规制定和技术研发,以确保无人机技术在土木工程中的长期可持续发展。
基于无人机的土木工程监测与测量随着科技的迅猛发展,无人机在各个领域得到了广泛的应用。
土木工程监测与测量也逐渐借助无人机技术提升了效率和质量。
本文将探讨基于无人机的土木工程监测与测量的应用,以及其所带来的益处和挑战。
一、现状分析土木工程监测与测量是保证工程质量和安全的重要环节。
传统的监测方法需要人工上下楼梯、攀爬等,不仅费时费力,而且风险较高。
而基于无人机的监测与测量技术,则能够克服传统方法的种种不便,提高监测效率和准确度。
二、无人机在土木工程监测与测量中的应用1. 工程勘测:无人机配备高精度测绘仪器,可以快速采集大区域的地形数据,绘制出精确的工程地图,在工程前期规划和设计中发挥重要作用。
2. 施工进度监测:通过定期使用无人机进行施工现场的航拍,可以及时掌握施工进度和质量,做到实时监测和调整,从而提高工程的管理和控制能力。
3. 结构监测:无人机可搭载各种传感器,如红外热像仪、激光雷达等,能够对大型结构物进行安全监测。
通过对结构的三维测绘和变形分析,及时发现并预防潜在的安全隐患。
4. 管道巡检:无人机能够对地下管道进行快速的巡检和检测,避免了传统方式中需要拆除地面或挖掘地下的繁琐工序,提高了巡检的效率和安全性。
5. 环境监测:无人机可配备气象传感器,用于环境监测。
通过获取大气中的有害物质含量、空气质量、温度等数据,判断施工对周围环境的影响,为环境保护提供科学数据支持。
三、基于无人机的土木工程监测与测量的优势1. 低成本高效率:无人机能够快速高效地完成大范围的测量和监测任务,减少了人力成本和工期。
2. 高精度高质量:搭载精密测绘设备的无人机,可以获取高精度的数据,保证了监测和测量结果的准确性。
3. 减小安全风险:使用无人机进行监测和测量避免了人工攀爬等危险操作,减小了工作人员的伤害风险。
4. 数据处理和分析更方便:无人机获取的数据可以通过软件进行快速处理和分析,生成直观的监测报告和分析结果。
四、基于无人机的土木工程监测与测量的挑战1. 技术要求较高:操作无人机需要专业的技术人员,且要求掌握飞行技术和地理信息处理技术,需要进行专门的培训和认证。
无人机在土木工程应用中的研究现状
发表时间:2019-09-18T11:40:34.007Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年11期作者:韩俊晓[导读] 必将成空宇中的主角而无处不在。
随着航空工艺、材料和技术的不断进步,无人驾驶飞机在未来的几十年间将会真正崛起。
河南大鼎建筑工程有限公司河南安阳 456500 摘要:无人机遥感技术由于具有机动、快速、经济等优势,已成为世界各国争相研究的热点课题,现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段,是未来的主要航空遥感技术之一.基于此,本文对无人机在土木工程应用中的研究现状进行分析,以供参考。
关键词:无人机;土木工程;进度管理;安全监管;质量管理
1 无人机系统结构及特点
1.1 无人机系统结构
无人机系统结构包括:1.无人机机身;2.飞行控制系统;3.数据通信系统;4.发射与回收系统。
无人机的性能在很大程度上取决于它的飞行控制系统设计,这些性能包括各种飞行性能(包括起飞着陆性能、作业飞行性能)、飞行安全可靠性、飞行可监控性、系统可操作性和可维护性,以及人机接口任务设置的友好性等。
无人机的飞行控制系统通常可分为遥控型及遥控-自主复合型两种。
飞行控制系统的机上部分包括:三轴姿态稳定与控制系统,自主飞行控制和指挥系统,飞行轨迹和导航控制系统,起飞与精确着陆(舰)飞行控制系统,及飞行安全控制系统。
飞行控制系统的地面部分包括:飞行操纵和指令系统,飞行监控及显示系统,飞行定位系统,飞行自动指令系统。
地面飞控系统通过无线数据通讯系统耦合为一个整体系统。
1.2 无人机特点
与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。
在局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力,发挥着显著的作用,并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。
它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色,对未来的军事斗争造成较为深远的影响。
现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹,甚至空中格斗等领域。
无人机不仅对有人战斗机进行支援,而且在许多情况下起到替代有人驾驶飞机的作用。
2无人机在土木工程前期准备阶段的应用
在土木工程施工之前需进行前期准备工作,包括勘察、规划、设计。
其中规划与设计依赖于勘察阶段所获取的施工地点地形地貌资料。
因此,无人机在前期准备工作中主要可用于测绘制图,通过无人机航拍结合地面控制点获取高精度的地形地面,如经pix4dMapper等软件处理获取地面正射影像与三维模型、基于空三加密后的正射影像经MicrostationV8.0软件自动获取地形图。
利用无人机进行测绘制图主要有三点优势:(1)精细化三维建模;(2)快速更新测图;(3)恶劣环境的作业手段。
3无人机在土木工程施工管理阶段的应用
在土木工程施工管理阶段,无人机主要用于进度管理、安全监管、质量管理、文明施工、成本管理。
(1)进度管理工程开工往往都有进度安排,但是实际上由于各种原因,如土木工程施工行业的从业人员复杂,大部分从业者文化程度较低、整体素质不高,返工或缓工等现象普遍存在,进度缓慢。
通常工地进度管理采用人工监工,该方法不仅费时、费力、效率低,无法全面掌控,且依然有不少消极怠工等各种问题。
此外,项目施工过程中需要实时掌握项目的进展情况,现在大部分都是单纯地利用相机拍摄施工现场的二维画面,该方法不能够对施工现场进行全面分析。
(2)安全监管随着“智慧工地”的概念深入人心,人们越来越重视工程工地的安全问题。
施工现场工作种类多、露天作业多、人员流动大、地形复杂,具有较大的安全隐患。
但近年来,工地上高处坠落、触电、物体打击、机械伤害、坍塌事故常有发生。
虽然人们越来越重视信息化现场管理的应用,采用远程监控施工现场,发现问题后及时与管理者沟通,但该方法无法做到事故预防,减少事故发生。
因此,可以应用无人机监管安全,减少甚至杜绝事故发生,做好预防工作。
(3)质量管理无论是现浇式还是现在大力提倡的装配式土木工程施工,都存在有质量隐患。
现浇式土木工程施工中由于风荷载、地基不均匀沉降、混凝土配合比等因素,易导致建筑物、桥梁隧道等产生混凝土蜂窝麻面、露筋甚至裂缝等现象。
装配式土木工程施工中由于部分叠合板跨度过大、运输过程中板间挤压等产生裂纹,裂缝延伸至整个板块,导致构建破坏等问题。
传统的质量检测方法是利用专业仪器对建筑物或桥梁隧道等各个部位的力学性能进行测验,用肉眼或者望远镜等辅助工具对其进行外观质量测验,对于特别复杂的工程的特殊部位或者超高层建筑,人工检测危险性大、效率低、难度大,且对于一些面积大或不易观察的地方容易产生检测遗漏的现象。
(4)绿色文明施工近年来,随着城市的发展,环境保护是人人关心的话题,因此土木工程施工也要求绿色、文明施工,那么无人机在绿色文明施工中的应用主要有:①无人机搭载PM2.5检测仪等专业设备,监测施工现场扬尘问题,自动、准确地识别宽广区域的污染源;
②掌握材料和设施堆放、废物废渣清理、夏季凉棚及冬季暖棚、照明设施等情况,实现文明施工。
4无人机在土木运营维护阶段的应用
工程完成后投入运营,并不意味着对工程的监管结束。
虽然原则上任何一个建筑物或桥梁隧道等都有一定的使用寿命周期,但部分工程在未达寿命周期就会出现质量问题,因此我们有必要在工程运营阶段进行监测与维护。
现在无人机已经逐步应用于工程运营阶段变形检测中,主要有:使用无人机获取桥梁隧道、建筑物等表面信息,借助图像提取技术提取裂缝,获得裂缝宽度大小、混凝土塌落状况等指标的定量检测以及工程表面各种缺陷的定性检测,比较变形允许值,管理者可快速判断是否需采取措施预防坍塌等事故发生。
5无人机在土木工程应用中的挑战
使用无人机采集信息在时效性、经济性、机动性和采集范围等方面都有明显的优势,在土木工程领域也得到应用与发展,但若要将无人机广泛应用于土木工程中还需要一定的时间,至今许多相关理论、技术、方法还不够完善,主要面临以下几个困难:(1)无人机稳定性不确定:根据土木工程的特点,只能采用多旋翼无人机。
多旋翼无人机无论是悬停还是飞行过程中都处于振动状态,拍摄视频或照片中会有抖动,不可避免会造成图像与视频模糊的现象;
(2)无人机自身技术有限,有待进一步提高,如飞行受天气影响大,当出现阴雨、雾霾、风力大等天气时无法使用,电池巡航时间受限,一般在15~30min左右,无法长时间作业,以及负荷受限等;
(3)土木工程施工现场复杂,不利于无人机飞行,主要体现在施工现场材料、机械设备繁多,高度参差不齐,且在不断变化中,易导致无人机坠机、拍摄效果不清晰;
(4)我国无人机管理相关规定滞后:虽然我国无人机发展迅速,但对操作员资质和技能、禁飞区域、飞行监控等管理不完善,导致无人机应用受限,目前无法大力推广。
结语
无人机发展是航空航天领域的一个重要方向,由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物,实战经验少,各项技术不够完善,使其作战应用还只局限于高空电子及照相侦察等有限技术,并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。
但随着科学的发展,在未来战争中,品类众多、功能各异的智能化无人驾驶飞机,必将成空宇中的主角而无处不在。
随着航空工艺、材料和技术的不断进步,无人驾驶飞机在未来的几十年间将会真正崛起。
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