一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统，通过无人机测量装置对桥梁立模控制点坐标进行测量，并将测量数据进行处理后传输到控制中心；所述控制中心根据接收到的数据进行分析、判断，并做出相应的模板支立施工方案；无人机测量装置包括数据处理器、GPS接收器、机载无线信息传输装置、机载摄像头、红外线测距传感器等；桥面基座为无人机提供充电、停靠存放场地。本实用新型专利技术利用无人机进行立模放线，智能化程度高，操作简单，投入成本低；能有效克服人工立模放线易受自然环境、地理位置影响的困难，同时避免了野外放线所存在的安全隐患；能显著缩短立模放线的准备时间，且测量数据精准，极大地提高了工作效率，加快了施工进度。加快了施工进度。加快了施工进度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统


[0001]本技术涉及无人机测量领域，特别是一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统。

技术介绍

[0002]悬臂浇筑法因其具有不用或少用脚手架，施工时不影响通航或桥下交通，且能较好控制变截面桥梁线型等特点，广泛应用于需要跨越山区、峡谷等的大跨度桥梁建设领域。悬臂浇筑法主梁的施工工序可分为模板支立，钢筋绑扎，混凝土浇筑、养护，预应力筋张拉，挂篮前移。模板支立的质量直接影响到混凝土浇筑后主梁的空间位置，从而影响施工质量。工程上常用的模板支立方法为：首先在沿桥梁纵向延伸的方向上找一个视野广阔、能纵观主梁所有节段的位置作为放线基准点。然后在支立每个节段的模板时，先根据放线基准点的坐标和主梁设计值计算支立模板控制点的坐标，然后负责操作仪器的测量人员在基准点处架设测量仪器，负责架设棱镜的测量人员在模板的控制点位处架立棱镜。最后，测量人员彼此通过对讲机进行交流，从而调整模板的空间位置以满足设计要求。
[0003]由于桥梁建设选址大多在偏远的山区，测量人员往往需要扛着三脚架、测量仪器和图纸等工具爬上、爬下陡峭山坡开展工作，准备时间较长，作业环境艰苦，工作危险系数大，并且利用对讲机进行交流易降低工作效率。
[0004]随着计算机、5G传输和卫星导航技术的飞速发展和逐渐成熟，使得无人机具有更好的续航和操控功能，无人机的应用领域也在不断拓宽。如果把无人机技术与土木工程建设施工进行有机结合，将会产生巨大的经济价值，具有广阔的工程应用前景。

技术实现思路

[0005]本技术旨在提供一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统，它能有效地解决
技术介绍
中所存在的问题。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统，包括无人机测量装置、控制中心、桥面基座，其中，所述的无人机测量装置用于对桥梁立模控制点坐标进行测量，并将测量数据进行处理后传输到控制中心；所述控制中心根据接收到的数据进行分析、判断，并做出相应的模板支立施工方案；所述桥面基座对无人机测量装置提供充电和停靠存放场地。
[0008]优选地，所述的无人机测量装置利用无人机作为搭载平台，集数据处理器、机载摄像头、数据存储装置、照明装置、GPS接收器、红外线测距传感器、机载无线信息传输装置和亮度传感器于一体，所述的数据处理器分别与GPS接收器、机载无线信息传输装置、机载摄像头、数据存储装置、红外线测距传感器、亮度传感器和照明装置连接；所述的数据处理器用于收集并处理各个装置的数据并且控制无人机的飞行；所述机载摄像头用于拍摄模板控制点的画面；所述的GPS接收器用于接收全球定位系统卫星信号、确定无人机的空间位置，并传输给数据处理器；所述的红外线测距传感器用于测量无人机与模板控制点的垂直距
离；所述机载无线信息传输装置将数据处理器里的数据实时传输到控制中心。
[0009]优选地，所述控制中心设置有无线信号接收装置和处理器，所述无线信号接收装置与机载无线信号传输装置相匹配，用于数据信息的接收，并将接收到的数据信息传输给处理器，所述处理器对接收到的数据进行分析。
[0010]优选地，所述数据存储装置采用SSHD混合硬盘。
[0011]优选地，所述亮度传感器与照明装置相连，当环境亮度低于预设亮度值时，便由照明装置提供光亮。
[0012]优选地，所述GPS接收器采用与设计标高相同的坐标高程系统，以消除系统误差。
[0013]更具体地，在利用无人机测量之前，先对无人机测量操作人员进行简单培训，确保实际使用过程流利顺畅。
[0014]更具体地，所述的控制中心将预先制定的飞行路线传输到数据中心，数据处理器通过GPS接收器从而控制无人机按预定飞行航线自主飞行，同时无人机也可根据控制中心工作人员发出的临时指令进行飞行。
[0015]本技术工作原理为：在立模放线前，工程人员往往会考虑施工现场的安全防护措施，测量人员的生命安全，在设计图纸设置的控制点位基础上进行微调，以便于现场测量，然而微调后桥面控制点位的设计值可根据桥面的纵坡进行简单的推算得到，一般均为在顶板设置3个控制点，底板设置3个控制点；待立模放线时，首先检查无人机是否能接受根据控制中心的指令并传输数据回控制中心，检查电量是否满足立模放线需要；然后无人机根据控制中心的指令飞行至模板初始控制点处，机载摄像头拍摄初始控制点画面并传输回控制中心，控制中心判断点位是否正确，若环境光线较暗，则打开照明装置补充光照；接着再通过GPS接收器获取无人机的坐标、红外线测距传感器获得无人机与控制点间的距离D。设无人机坐标A(X，Y，Z)，其中X坐标对应桥梁纵桥向的位置，Y坐标对应桥梁横桥向的位置，Z坐标对应桥梁竖直方向位置，由于无人机与模板控制点间存在一定的垂直距离，需要通过数学模型：G＝Z
‑
D计算得到模板控制点的竖直坐标，上述所有结果均保留三位小数；最后控制中心通过对从无人机传输回来的数据进行分析处理，发布模板调整指令，指令发布依据为：根据X坐标判断无人机前进或后退、Y坐标判断向左或右调整模板、G坐标判断向上或下调整模板，直至控制点坐标符合设计要求，施工人员便在模板上对控制点做好点位标记。接着进行模板下一个控制点的确定，直至按照设计要求把模板支立的所有控制点标记完，以便为后续的施工提供作业平台及放线参照。
[0016]本技术与现有技术相比具有以下优点：
[0017]1.利用无人机进行立模放线，智能化程度高，操作简单，投入成本低。
[0018]2.能有效克服人工立模放线易受自然环境、地理位置影响的困难，同时避免了野外放线所存在的安全隐患，降低了测量人员的工作危险系数。
[0019]3.能显著缩短立模放线的前期准备时间，测量数据精准，极大地提高了工作效率，加快了施工进度。
附图说明
[0020]图1为本技术的立模放线系统流程图。
[0021]图2为无人机的主视图。
[0022]图3为无人机的俯视图。
[0023]图4为本技术一种具体实施方式的模板控制点示意图。
[0024]图5为本技术一种具体实施方式的模板控制点示意图。
[0025]1是无人机，2是数据存储装置，3是机载摄像头，4是照明装置，5是GPS接收器，6是红外线测距传感器，7是机载无线信息传输装置，8是亮度传感器。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0027]如图1至图5所示，一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统，包括无人机测量装置、控制中心、桥面基座，其中，所述的无人机测量装置用于对桥梁立模控制点坐标进行测量，并将测量数据进行处理后传输到控制中心；所述控制中心根据接收到的数据进行分析、判断，并做出相应的模板支立施工方案；所述桥面基座对无人机测量装置提供充电和停靠存放场地。
[0028]优选地，所述的无人机测量装置利用无人机1作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的悬浇箱型桥梁立模放线系统，其特征在于：包括无人机测量装置、控制中心、桥面基座，其中，所述无人机测量装置用于对桥梁立模控制点坐标进行测量，并将测量数据进行处理后传输到控制中心；所述控制中心根据接收到的数据进行分析、判断，并做出相应的模板支立施工方案；所述桥面基座对无人机测量装置提供充电和停靠存放场地；所述的无人机测量装置利用无人机作为搭载平台，集数据处理器、机载摄像头、数据存储装置、照明装置、GPS接收器、红外线测距传感器、机载无线信息传输装置和亮度传感器于一体，所述的数据处理器分别与GPS接收器、机载无线信息传输装置、机载摄像头、数据存储装置、红外线测距传感器、亮度传感器和照明装置连接；所述的数据处理器用于收集并处理各个装置的数据并且控制无人机的飞行；所述机载摄像头用于拍摄模板控制点的画面；所述的GPS接收器用于接收全球定位系统卫星信号、确定无人机的空间位置，并传输给数据处理器；所述的红外线测距传感器用于测量无人机与模板控制点间的垂直距离；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琪毅，周思，张旭，刘小燕，谭庆增，肖泓益，胡风，谢阳，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：