論無人機在工程建設中的作用

王闖 李杰 劉彪

摘要：隨著市場競爭壓力的增加，建筑企業(yè)利潤越來越低，新技術的蓬勃發(fā)展也對建筑業(yè)傳統(tǒng)管理方式造成一定沖擊，所以要求建筑企業(yè)及建筑業(yè)從業(yè)人員轉變管理思維，引進新技術，提高管理效率，降低管理成本。無人機作為近年來國內外熱門技術，已推廣至民用領域，其在建筑領域的應用性也逐漸凸顯。依托于無人機圖像獲取技術、圖像處理技術等當前較成熟的技術，將無人機應用于建筑施工現(xiàn)場管理工作中。無人機在建筑施工現(xiàn)場管理的應用提供了新的思路和有力的支持。

關鍵詞：無人機;工程建設;作用

1 無人機及其發(fā)展

無人機全稱無人駕駛航空器，是近些年來發(fā)展較為迅速的高科技產(chǎn)品。無人機產(chǎn)生于軍事應用領域，后逐漸拓展至民用領域，爆發(fā)出蓬勃生機。

無人機的發(fā)展于無人機平臺技術的成熟有著必然關系。無人機系統(tǒng)分為機體（內含機身、動力系統(tǒng)和機載航電系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、地面保障設備四大部分。機身內部動力系統(tǒng)決定無人機產(chǎn)品飛行時間和載重量。油動無人機飛行時間長、動力充足但油動無人機內燃機結構復雜，響應速度慢。電動無人機受續(xù)航時間限制，單次作業(yè)時間不超過30分鐘便需要更換電池，動力不足，但優(yōu)勢在于反應速度快、使用靈活且對機體震動較小，成為當前小型消費級無人機的動力首選。

無人機的最大價格差別體現(xiàn)在其核心部件“飛行控制系統(tǒng)”上。成熟穩(wěn)定高精度的飛行控制系統(tǒng)，是無人機安全性的重要保障。按照技術發(fā)展的平均水平來看，無人機行業(yè)中飛行控制模塊的技術實力已經(jīng)成熟。市場上的飛控系統(tǒng)基本具備了精準定位、自主導航、運動增穩(wěn)、內置減震等基礎功能，配合配套的地面站軟件系統(tǒng)即可進行工作。當前無人機飛控硬件部分成熟，但地面站軟件部分根據(jù)生產(chǎn)廠家的不同，擁有很大的差別。目前地面站軟件以PC端為主，以大疆為首的一部分先導無人機企業(yè)擁有對應的APP端口。無人機操控端的智能化趨勢，將會越來越明顯。

無人機的作業(yè)能力差別則體現(xiàn)在其數(shù)據(jù)傳輸部分，數(shù)據(jù)傳輸和圖像傳輸?shù)陌霃經(jīng)Q定了無人機作業(yè)的控制半徑。控制半徑越大，其整機價格越高，性能越好，作業(yè)效率也更高。

用戶在選購無人機時需要明確自身用途，對無人機指標做出取舍，選擇適合自己使用的、性價比較高的無人機產(chǎn)品。

2 工程建設中的難點

工程建設都需經(jīng)過選址、測繪、設計、施工、驗收五個環(huán)節(jié)。在前期測繪階段，必須對建筑施工所在地的地物信息進行準確的勘查和測量。傳統(tǒng)的測繪工程需要人員扛著笨重的設備去實地進行像控點的測量和選取，缺點作業(yè)量大、作業(yè)效率低、費事、費力。

無人機測繪，利用無人機所搭載的鏡頭進行低空攝影，對所選地址進行快速拍照，大幅減少外業(yè)作業(yè)量。隨著國家坐標系的統(tǒng)一實施，需要測繪人員實地尋找控點的情況將會越來越少。航空攝影測量成為當前測繪行業(yè)的主流方式，無人機則由于其低空攝影的優(yōu)勢，成為目前測繪工程的主流采集平臺。

工程建設需要經(jīng)過漫長的施工期，施工現(xiàn)場的安全管理不容忽視。無人機利用其可見光拍攝可實時監(jiān)測施工現(xiàn)場情況，收集信息進行數(shù)據(jù)分析和整理。對于施工現(xiàn)場中的安全隱患即使預警和提醒。

工程驗收時，人力實地查看由于高度原因，無法準確驗證工程質量。無人機利用其高空視角，為工程驗收提供了一種高質量、高效率的方式。

3 無人機在工程建設中的應用

無人機圖像獲取技術和圖像處理技術的逐漸成熟，對工程建設前期測繪、建筑施工現(xiàn)場管理特點、建筑施工現(xiàn)場影響因素、工程驗收等方面效果顯著。

無人機在建筑施工現(xiàn)場安全管理、進度管理、文明施工和形象宣傳方面的應用被看好，尤其是在監(jiān)測人員安全施工、危險區(qū)域圍護方面的應用優(yōu)勢更為突出。在需求的基礎上，設及無人機建筑施工現(xiàn)場應用方案，包括安全管理、進度管理、文明施工和質量管理等幾個專項，工作流程主要涉及到實時監(jiān)測和常規(guī)管理。無人機應用于以下幾點的突出表現(xiàn)：

3.1 前期規(guī)劃測繪

無論是任何項目規(guī)劃，都需要大量的測繪信息。為此，可以通過無人機外出采集到某個區(qū)域曝光正常、色彩真實的航拍圖像，并將其導入至建模軟件，軟件處理后輸出三維模型，然后內業(yè)人員可通過 EPS 3DSurvey 等軟件對周邊建筑物進行 DLG（Digital Line Graphic）線繪制，從而幫助設計師快速、精準的進行測量和設計，作出更精準的三維模型。

3.2 建筑施工現(xiàn)場管理

無人機所搭載的攝像頭可對建筑施工現(xiàn)場進行多角度拍攝，對于施工現(xiàn)場的不規(guī)范操作可進行及時提醒和取證工作。同時可利用收集來的數(shù)據(jù)信息，配合第三方施工現(xiàn)場管理軟件，對施工現(xiàn)場工人工作管理、安全規(guī)范管理、施工進度管控等進行統(tǒng)一調配和管理。

3.3 項目驗收

建筑項目在完結時，需要甲方來進行項目驗收。利用無人機可以有效獲取整體建筑信息，看清工程建設死角，避免工程出現(xiàn)偷工減料等情況。無人機航拍技術是當前無人機行業(yè)最為成熟的應用，拍攝精度高，影像結果更為直觀，作業(yè)效率高。

4 結語

在人力成本越來越高的背景下，無人機的角色會在建筑行業(yè)中越發(fā)重要。無人機的加入是第一步，通過它，我們可以獲取到以往人類和重型機械無法到達的地方的航拍影像。將這些航拍影像變成實用的勘測與分析資料為管理人員提供整個建筑流程的監(jiān)控、設計與現(xiàn)場實時作業(yè)的快捷管理。