(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210817642.5 (22)申请日 2022.07.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114898235 A (43)申请公布日 2022.08.12 (73)专利权人 集展通航 （北京） 科技有限公司 地址 102101 北京市延庆区中关村延庆园 风谷四路8号院27号楼 2566 (72)发明人 钱进　张乃乐　任翔　李洪珍　 牛磊　马其亚　文吕　 (74)专利代理 机构 北京万驰专利代理事务所 (普通合伙) 1610 6 专利代理师 郭永 (51)Int.Cl. G06V 20/17(2022.01)G06V 10/77(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 30/13(2020.01) 审查员 陈佳怡 (54)发明名称 一种基于无人机点云的高铁桥墩施工进度 检测方法 (57)摘要 本发明的目的在于提供一种基于无人机点 云的高铁桥墩施工进度检测方法， 无人机航拍获 取的高铁线路施工状态数据完全自动化处理， 基 于无人机获取的三维点云完成对桥墩的三种状 态 （未完成、 完成但未拆模具、 完全完成） 的判定， 不再需要人工处理数据， 有效提升施工效率， 降 低人员与资金成本， 为实现施工现场精细化管理 提供有力支撑 。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 114898235 B 2022.10.28 CN 114898235 B 1.一种基于无 人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 包括如下步骤： S1： 利用无 人机航拍获取施工现场的三维点云数据； S2： 获取施工线路上桥墩的设计数据； S3： 步骤S1中获取三维点云数据时， 获取每一个桥墩的坐标周围一定范围内的点云； S4： 基于步骤S3获取的点云， 按照一定规律在桥墩的不同高度处取横截面， 得到若干采 样高度下的横截面轮廓， 所述若干采样高度的数值采样范围使得采样数据最大化还原桥墩 的设计形状； S5： 将步骤S4获得的桥墩的横截面轮廓， 计算得到横截面轮廓的长轴方向和短轴方向， 然后将构成该横截面轮廓的点云分别向长轴方向和短轴方向上投影， 得到该横截面轮廓的 长轴方向的长轴长度和短轴方向的短轴长度； S6： 对于每一个桥墩， 按照步骤S5的方法将该桥墩的若干采样高度对应的每一个高度 的横截面轮廓， 均计算 其对应的长轴长度和短轴长度； S7： 对桥墩的施工进度状态检测判断： S7.1 判断步骤S6获取的数据中是否对应每一个采样高度均具有长轴长度和短轴长 度， 如果存在一个或多个采样 高度对应的长轴长度和短轴长度为空值， 表明对应该采样 高 度无点云数据， 判断认为该桥墩未建 设到设计高度， 即此桥墩未完成施工； S7.2 如果每一个采样高度均具有对应的长轴长度和短轴长度， 判断认为该桥墩建设 到了设计高度； 在判断桥墩建设到了设定高度后， 进一步判断该桥墩的具体建设阶段， 方法 如下： 对桥墩在长轴方向和短轴方向上取点云截面， 将该桥墩得到的点云截面轮廓与该桥墩 的设计图中的长轴 方向和短轴 方向的截面轮廓进行对比， 如果轮廓相符， 判定该桥墩为完 全完成状态， 如果轮廓不相符， 判定该桥墩为未拆模具状态。 2.根据权利要求1所述的基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 其特征还在 于， 上述步骤S2中， 所述设计数据包括 桥墩的地理位置、 外形 数据。 3.根据权利要求1所述的基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 其特征还在 于， 上述步骤S4中， 采用等距离小间隔的方式选择若干采样高度。 4.根据权利要求1所述的基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 其特征还在 于， 上述步骤S4中， 设定阈值， 当相 邻两个采样高度对应的横截面轮廓的长轴及短轴的差值 大于设定的阈值时， 在该相邻两个采样 高度的中间位置再次取采样 高度数据， 直至所有相 邻的两个采样高度对应的横截面轮廓的长轴及短轴的差值小于或等于设定阈值。 5.根据权利要求1所述的基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 其特征还在 于， 上述步骤S5中， 采用主成分 分析算法计算 桥墩横截面轮廓的长轴方向和短轴方向。 6.根据权利要求1所述的基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方法， 其特征还在 于， 上述步骤S7中， 将该桥墩得到的点云截面轮廓使用Hough变换算法与该桥墩的设计图中 的截面轮廓进行对比。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114898235 B 2一种基于无人机点 云的高铁桥墩施工进度检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及铁路线路巡检、 无人机测 绘技术领域， 具体涉及一种基于无人机点云 的高铁桥墩施工进度检测方法。 背景技术 [0002]施工监测是铁路施工管理的重要组成部分， 近年来， 随着高铁在建与计划新建里 程的爆发式增长， 为高铁全线施工现场的巡检工作带来了更大的挑战， 纯靠人力巡检工作 量巨大而且周期太长 。 [0003]无人机航拍技术以其高效、 灵活、 成本低等优点在各领域都逐渐得到了广 泛应用， 而在铁路施工进度巡检方面的应用提升了线路巡检的效率， 但是目前对无人机巡检数据的 利用方式仍然较为原始， 大多采用人工整理与判读的形式， 并且难以将无人机获取 的现场 视频与施工计划图纸等信息相对照， 没有充分利用无人机航拍技术的优势， 数据 处理效率 仍然有待提升， 因此需要通过信息技 术手段提升无 人机巡检的效率与效果。 发明内容 [0004]基于上述现有技术， 本发明的目的在于提供一种基于无人机点云的高铁桥墩施工 进度检测方法， 基于无人机获取的三 维点云， 实现基于无人机的铁 路工程数据化分析， 自动 化获取构筑物的施工完成情况与几何数据， 增强管理者对于施工现场与 施工进度的实时感 知能力、 健全铁路大数据管理服务平台建设、 提升工程动态管理精细化水平， 从而改善工程 管理水平， 提升施工效率， 降低人员与资金成本， 为实现施工现场精细化管理提供有力支 撑。 [0005]本发明采用的技术方案如下： 一种基于无人机点云的高铁桥墩施工进度检测方 法， 包括如下步骤： [0006]S1： 利用无 人机航拍获取施工现场的三维点云数据； [0007]S2： 获取施工线路上桥墩的设计数据； 所述设计数据包括桥墩的地理位置 （如经纬 度等或者其他形式变现 的位置信息） 、 外形数据 （例如类型、 高度、 宽度、 斜率） 等， 将获取的 数据按照桥墩标记分别记录 。 [0008]S3： 步骤S1中获取三维点云数据时， 获取每一个桥墩的坐标周围一定范围内的点 云； [0009]S4： 基于步骤S3 获取的点云， 按照一定规律在桥墩的不同高度处取横截面， 得到若 干采样高度下的横截面轮廓； [0010]S5： 将步骤S4获得的桥墩的横截面轮廓， 计算得到横截面轮廓的长轴方向和短轴 方向， 然后将构成该横截面轮廓的点云分别向长轴方向和短轴 方向上投影， 得到该横截面 轮廓的长轴方向的长轴长度和短轴方向的短轴长度； [0011]S6： 对于每一个桥墩， 按照步骤S5的方法将该桥墩的若干采样高度对应的每一个 高度的横截面轮廓， 均计算 其对应的长轴长度和短轴长度；说　明　书 1/5 页 3 CN 114898235 B 3