【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁测绘方法，具体涉及一种桥梁图纸快速生成方法，尤其适用于国省干线桥梁图纸快速生成。
技术介绍
1、桥梁健康监测系统主要通过长期监测桥梁在荷载、环境等作用下的结构响应，对桥梁健康程度进行评估，为结构提供及时的安全预警功能。方案设计是决定桥梁健康监测系统成功与否的关键工作，而方案设计需要在cad图纸的基础上进行。其中长大桥梁一般为重要的单位工程，概预算充足，有保存完备的施工图设计文件；而对于量大面广的国省干线桥梁来说，部分早年修建的桥梁档案管理工作不被重视，桥梁设计资料不全、图纸缺失，导致方案设计人员需要到桥梁现场进行实地测量，再手绘cad图纸。目前桥梁线形测量主要通过全站仪、水准仪进行，全站仪可以同时测量距离、高程、坐标、角度等，然而全站仪需要与观测目标之间保持通视，否则就需要转站，增加测量工作量；水准仪仅能进行高程测量，一般仅作为一种辅助测量工具。此外，某些局部区域还需利用皮尺、测距仪等工具进行测量，耗时长、费用高、效率低。近年来，随着先进传感、gnss、无人机飞控技术的发展，基于无人机、激光雷达和rtk的测量方法被逐步应用于桥梁预制构件尺寸检测和变形测量中。
2、此外，当方案设计人员工作量较多、给定的设计时间过短时，设计、测绘人员没有足够时间和精力进行现场测量，甚至会套用一些结构相近的桥梁图纸进行设计，不能达到健康监测方案设计的预期目的。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提出一种桥梁图纸快速生成方法，通过无人机搭载
2、技术方案：一种桥梁图纸快速生成方法，包括如下步骤：
3、(1)对被测桥梁规划多条航线，采用激光雷达和rtk按照预设航线采集不同位置和角度的桥梁点云数据；
4、(2)对所述桥梁点云数据进行降噪处理，剔除异常点；
5、(3)对降噪后的桥梁点云数据进行抽稀；
6、(4)所述降噪后的桥梁点云数据包括源点云和目标点云，定义源点云与目标点云的重叠范围为重叠区域，对重叠区域的特征点进行点云拼接，并将不同位置和角度采集的桥梁点云数据统一到cgcs2000坐标系下，生成las格式桥梁点云模型；
7、(5)将las格式桥梁点云模型导入autodesk civil 3d，通过模型视角旋转和点云裁剪，得到平面点云和立面点云；
8、(6)删除平面点云和立面点云中的无关物体，留下桥梁特征点，使用line命令连接桥梁特征点，生成桥梁cad平面图和立面图。
9、在其中一个实施例中，步骤(1)所述的激光雷达和rtk搭载于无人机。
10、在其中一个实施例中，步骤(2)基于高斯滤波算法对采集的桥梁点云数据进行降噪处理。
11、进一步可选的，基于icp算法对重叠区域的特征点进行点云拼接。所述icp算法优选为点到面icp配准算法；
12、设pi＝(pix,piy,piz)为一个源点云，qi＝(qix,qiy,qiz)为对应的目标点，ni＝(nix,niy,niz)为qi的单位法向量；
13、通过最小二乘法迭代寻找最佳变换矩阵mo：
14、
15、其中变换矩阵m是由旋转矩阵r(u,v,w)和平移矩阵t(tx,ty,tz)组成：
16、m＝t(tx,ty,tz)·r(u,v,w)。
17、在其中一个实施例中，步骤(5)包括如下内容：
18、(1)旋转桥梁点云模型，在桥梁点云模型中指定一系列特征点；
19、(2)定义如下裁剪面：
20、ax+by+cz+d＝0
21、a、b、c、d为裁剪面参数；
22、(3)遍历所述特征点，根据下式计算各点到裁剪面的距离d：
23、
24、其中，(x0，y0，z0)为所遍历的特征点的坐标；
25、(4)判断各特征点到裁剪面的距离d是否在阈值范围内，若是，则保存该特征点，直至完成所有特征点的遍历；
26、(5)将保存的特征点分别投影到预设的平面及立面中，得到桥梁平面图和立面图。
27、在其中一个实施例中，步骤(6)所述的平面点云中的无关物体包括路面标志线、车辆、积水、灯杆。相应的，所述平面点云中的桥梁特征点包括桥梁平面、栏杆和中央分隔带的轮廓点。
28、在其中一个实施例中，步骤(6)所述的立面点云中的无关物体包括水面、植被、土地。相应的，所述立面点云中的桥梁特征点包括桥梁立面、墩柱、盖梁的轮廓点。
29、与现有方法相比，本专利技术具有以下有益效果：
30、通过无人机搭载激光雷达和rtk，充分利用无人机灵活性和高效性，实现桥梁点云模型的建立和线形的快速测量，代替了传统人工使用全站仪、水准仪的测量方式；
31、通过多联、多跨桥梁群批量化的点云采集，将点云信息处理成能够被autodeskcivil 3d软件读取的las格式数据，在autodesk civil 3d软件中提取目标数据，并对桥梁点云模型进行裁剪、删除和连线，实现了桥梁平面和立面cad图纸的快速绘制，从而省去常规人工测量桥梁线形操作，降低成本、提高绘图效率，在桥梁群健康监测项目时间紧、任务重的情况下，极大提高了一线设计人员工作效率，降低负荷，为项目高质量完成提供支撑。
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1.一种桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述激光雷达和RTK搭载于无人机。
3.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(2)中，基于高斯滤波算法，对采集的桥梁点云数据进行降噪处理。
4.根据权利要求1或3所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(4)中，基于ICP算法对重叠区域的特征点进行点云拼接。
5.根据权利要求4所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，所述ICP算法为点到面ICP配准算法；
6.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(5)包括如下内容：
7.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(6)中，所述平面点云中的无关物体包括路面标志线、车辆、积水、灯杆。
8.根据权利要求7所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，所述平面点云中的桥梁特征点包括桥梁平面、栏杆和中央分隔带的轮廓点。
9.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方
10.根据权利要求9所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，所述立面点云中的桥梁特征点包括桥梁立面、墩柱、盖梁的轮廓点。
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述激光雷达和rtk搭载于无人机。
3.根据权利要求1所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(2)中，基于高斯滤波算法，对采集的桥梁点云数据进行降噪处理。
4.根据权利要求1或3所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，步骤(4)中，基于icp算法对重叠区域的特征点进行点云拼接。
5.根据权利要求4所述的桥梁图纸快速生成方法，其特征在于，所述icp算法为点到面icp配准算法；
6.根据权利要求1所述的桥梁...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐一超，何连海，张宇峰，承宇，
申请(专利权)人：苏交科集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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