無人機影像在高速公路檢測中的應用研究

何鵬程

（蘇交科集團檢測認證有限公司，江蘇南京 211112）

無人機影像技術可以改變傳統的人工操作形式，在復雜的環境中獲取影像，能夠將對應的數據傳輸給工作人員進行參考，以此達到檢測的目的。無人機影像技術具有應用優勢，在檢測的過程中能夠達到理想的效果，在其具體使用過程中需要明確一些相關步驟，掌握正確的使用方式，否則會降低其檢測效果，耽誤檢測工作的有效展開。相關人員應該針對其相關內容進行全面分析，采取有效的方法做好準備工作。文章探索無人機影像技術在高速公路檢測中的應用，為提高高速公路檢測效果提供參考。

1 無人機影像特征與高速公路檢測需求

1.1 無人機影像特征

（1）無人機。

無人機由無人機載體和機載攝像頭組成，在人工控制的情況下可以在區域范圍內進行有效飛行，機載攝像頭將對區域內的視野進行拍攝以及錄制。在使用過程中，相關人員可以針對其攝像角度進行全面調整，實現無人機攝像采集工作，獲取相關人員需要的圖片信息。無人機攝像頭完成圖像采集后，采集的圖像會以通信的方式被傳輸至智能終端，由人工進行后續工作。

（2）人工端。

現代無人機影像技術中，人工端主要通過相應的設備進行操控，如平板電腦。設備一般具備顯示和控制功能，利用系統將2個功能合并，以此實現一體化效果[1]。

1.2 高速公路檢測需求

（1）在具體檢測的過程中，相關人員需要明確公路的整體范圍，做好全面檢測工作，重點檢查重要范圍，使檢測工作覆蓋整個高速公路。

（2）檢測結果必須詳細和準確，有利于后續工作的有效展開，相關人員應該有效利用無人機影像技術進行檢測，將檢測的結果與實際情況核對，確保檢測圖像具有較高的清晰度。

2 無人機影像技術作業的主要流程

2.1 前期準備工作

應用無人機進行高速公路道路檢測的過程中，相關人員應該做好充足的準備工作，無人機在執行現場航飛前需要對其周邊環境進行全面了解，針對一些數據的獲取做好基礎工作，準備測繪的結果與資料，明確分析交通情況，根據實際情況做好相應標記。工作人員需要對區域的地形地貌以及特征等進行細節了解，為后期工作進行鋪墊[2]。

2.2 航測的主要步驟

根據項目任務初步設計無人機航線走向，制作kml文件，無人機系統會根據kml文件的設定進行飛行與測量。在具體的開展過程中，應該將其航拍區域設定為行距48坐標，通過精準的坐標確定航測區域。確定航拍區域后，相關人員需要對航拍工作進行全面勘測，明確飛行的區域，了解無人機的起點與落點是否在管控中。

2.3 相控點的布測

具體工作開展中，相關人員需要預測選點，結合區域的情況做好分析，整合成相應的資料。待測區域一般需要按照1∶500 000的比例尺進行測繪，利用圖紙測繪其地形圖和三角點以及導航線點，明確測試的主要區域范圍；還需要針對當前區域的交通情況以及供電情況和氣象情況進行全面分析，了解其他因素對工作自身的干擾，結合任務以及現場的實際情況做好適當的調整。

使用無人機進行測繪工作時，應該利用無人機路線設計相應的監控點，根據現場情況進行合理布測。進行相控點布測時，需要留意待測區域是否符合無人機降低需求，如場地區域應該處于平臺狀態，通常情況下應該避免人員密集等情況；場地附近不得存在高壓線和水源等設施，將給監測工作帶來較大的干擾，導致數據不穩定；在具體的測量過程中，盡量避免一些敏感區域。

一般情況下無人機在高速公路工作的過程中可以對圖像的拼接進行有效控制，相關人員應該設定30個控制點，有利于更好地對數據圖像進行糾正，保障工作的準確性[3]。

3 無人機影像技術在高速公路檢測應用中的優缺點

3.1 優點

（1）檢測成本較低。

小型無人機在市場的價格一般為幾萬元，相機與光學鏡頭的價格也可以控制在幾萬元。在日常的維護工作中，無人機的檢修和維護比較簡單。相關數據統計表明，與傳統的檢測方法相比，無人機影像技術成本僅為1/10。

（2）工程計算精準。

無人機技術是電子技術與信息化的產物，結合了智能化系統。通過無人機搭載相應的設備，可以針對一些特殊區域進行掃描，應對各種地貌特征以及環境變化。在工作過程中，無人機測繪可以通過數字化的手段獲取相應的數據，速度理想，且具備較好的準確性。

（3）機動能力強。

無人機對環境具有較強的適應能力，可以在較短的時間內獲取大量數據，無人機技術可以針對不同的情況采取不同檢測方式，只需要通過搭載對應的攝像頭即可獲取不同層次的內容，實現對應的工作，達到較好的效果[4]。

（4）高清還原地貌影響。

現階段部分民用數據相機像素已經達到8 000萬，無人機影像使用的攝像像素更高，可以在工作過程中獲取全景數字化的地形測繪圖，搭載相應的功能實現1∶500高清色彩映射，有利于獲取區域的整體樣貌，幫助工作人員更好地進行相關分析，達到理想效果。

（5）經濟的測繪時間。

傳統檢測手法難以獲取全彩的高清影像，使得相關人員在工作的過程中很難完成審批工作，項目工作可能需要一個周期甚至三個月才能夠完成。利用無人機影像技術可以對高速公路進行全景獲取，能夠縮短檢測工作的時間，約一周即可以完成。

（6）條件要求不高。

無人機影像技術檢測高速公路工作多采用多旋翼無人機，設備在具體的使用過程中僅需要較小的平坦區域即可以完成檢測工作，在特殊條件下也可以完成相關工作，達到理想的效果。在部分特殊的天氣時，可以通過先進的技術彌補天氣條件，突破原技術限制獲取區域景象，即便在部分惡劣的天氣中也能夠較好地展開相關工作[5]。

3.2 缺陷

GPS定位系統很容易受到外界因素干擾，影響傳輸效果，無人機接收GPS信號時可能無法保障穩定的GPS信號收入。現階段高速公路檢測使用的無人機多為小型和超輕型無人機，在使用過程中容易受到氣流影響，穩定性不夠高，在拍攝的過程中無法保障其角度和數據的控制。無人機檢測以及相關內容需要進一步調整，使其能夠更好地對圖像進行處理，達到理想的效果。

4 無人機影響技術在高速公路檢測應用要點

4.1 確定航測任務

相關工作過程中，無人機很容易受到地形因素的干擾，為了更好地滿足工程測量需求，應該針對工作的相關要素做好分析，同時做好預測工作，確保其整體飛行效果。一般應該以100 m作為衡量標準，明確其無人機飛行速度，以此達到良好的效果[6]。

利用無人機傾斜攝影技術計算高速公路各工點土石方量結果如表1所示。

表1 利用無人機傾斜攝影技術計算高速公路各工點土石方量結果 單位：m3

4.2 內業數據處理

內業數據處理一般采用商業軟件進行，相關人員應該獲取初始數據，結合獲取的數據影像以及書籍點做好整合，根據數據做好相應的篩選工作，對一些不滿足檢測的數據進行清除，確保數據的有效性，結合實際情況建立相應的數據處理系統。導入POS數據，建立相應的數據坐標，在相應的監控點下，有效發揮編輯作用，及時找出控制點和對應信息，根據獲取的POS數據進行有效測量，通過分辨率和精確分析進行有效處理。具體的開展中，需要利用三維點云技術保障DEM與DOM數據的準確性，形成對應的影像[7]。

利用無人機實現的地貌影像還原效果如圖1所示。

圖1 利用無人機實現的地貌影像還原效果

5 結語

綜上所述，無人機航拍具有一定的靈活性，操作較簡單，能夠有效地被利用至各種項目中，達到理想的效果。在現階段高速公路檢測的過程中，利用無人機影像技術可以更好地獲取數據，無人機影像技術在行業中具有較好的前景。與傳統檢測技術相比，無人機影像技術具有較多的優勢，相關人員應該給予一定的重視。相關人員應該采取有效的方法加強相關技術的研究，將無人機影像技術融入更多的工作中，推動我國無人機影像技術的發展。