无人机在建筑行业的应用(无人机建筑应用场景大全)

在未对应实际场景应用,及相关职业需求时,在我的认知中,“无人机”是一款很酷的航拍玩具。重新了解后,我更新了自己对无人机的认知,它除了是一款很酷、老少兼宜的玩具;还是专业摄影爱好者和从事摄影工作者,从不同视野看世界的专业级摄影工具;更重要的是,它被广泛应用于农业、能源、公共安全、媒体、基础设施、建筑等领域,以智能、高清的航拍视角提升工作效率、降低成本、替代人工高危工作职能、收集航拍数据与解决方案。

事实上,无人机本身只是一个平台,其核心技术集中在总体技术、动力系统和飞控技术三个方面,三者共同决定了无人机飞行的高度(升限)、航程、航时(续航时间)、航速、爬升率、载重等重要技术指标,其工作本质是“航拍摄影”,应用到实际场景中,无人机要完成工作,除了无人机本身及其携带的任务设备外(摄像、摄影、各类环境监测设备),还需要有地面控制设备、数据通信设备、维护设备、后期处理软件(视频图像拼接、特殊区块识别、3D建模等等)、以及指挥控制和必要的操作、维护人员等,完整意义上的无人机应称为无人机系统。

建筑业做为我国传统,且在国民经济中占重要地位的行业,因其建筑施工周期长,资源消耗量大,施工现场:人、建筑材料、运输车辆、机械、施工工艺、工序、方法、环境繁杂,建筑产品体积庞大等原因,导致该行业能耗巨大、效率相对较低的现实。

无人机在建筑业的应用,既有利于提高工程施工质量、加快施工进度、减少部分劳动力成本的支出,又顺应了建筑行业信息化、工业化、智能化的发展。

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以下为无人机在建筑行业各场景中的应用:

一、测绘

在建筑工程的勘察设计阶段和施工阶段,都需要进行测绘。传统的测绘方式是用全站仪、水准仪在地面上人工测绘,然后根据测量的数据,绘制出地形地貌图,这种方法耗时长、劳动量大。

相较传统的测绘方法,该方法劳动量小,仅需一人操控无人机,处理拍摄到的影像,使之形成完整的地形地貌图;获取速度快,且精确;成本低、技术含量高等特点。

用于测绘的无人机航摄系统由:遥感设备、数据传输系统、飞行导航与控制系统、飞行平台、地面监控系统组成。可以使无人机在数千米高度范围内获得施工现场及周边环境的高分辨影像,利用数据传输系统将航摄影像传输至影像处理系统或软件,获得高质量的测绘图。在规划资源数据获取以及小范围快速成图方面,为以下基础建设领域提供了有力支撑:

(一) 城镇规划与管理

基于无人机的测绘系统,可对大比例尺土地利用图、地形图进行修测和补漏工作,从而为1:2000、1:5000、1:10000的规划制图提供经济、快速的数据源。

(二) 道路建设(含铁路)

无人机在道路建设中的应用包括利用航拍影像进行各种专题内容判断及测图,为线路方案比选和线路勘测设计提供资料支撑,同时结合航拍影像进行地质、水纹判断,以配合线路方案比选,满足道路设计初测用图的需求。无人机测绘技术的应用,对道路建设工程前期的线路选定及桥渡方案,后期工程的泥石流、崩塌、滑坡调查都能起到很好的作用。

(三) 建筑工地勘察

无人机能为建筑师和建筑商提供细致、准备的大型建筑项目工地测绘数据。通过飞行规划和3D建模软件,施工团队可以轻松快速的收集数据,评估工地情况。

(四) 设计施工和选址

无人机通过对道路、水源、电力线及管道的判释,为施工便道、用水、供电等提供设计参考资料;通过对地形的判释,为拟订施工运输方案提供依据;通过对航摄影像中河沟、洪水位点、水坡点等的立体判释资料,助力施工现场防洪设计。

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二、施工过程管理

建筑施工现场无人机应用依托无人机平台、实时监测系统、信息系统。根据现场管理需求,设置实时监测,获取监测视频、音频信息,通过信息存储到数据服务器,然后进行判断运算,为现场管理人员提供管理决策建议,可通过移动终端申请访问数据库,调取历史施工现场信息。连接报警装置,针对性发出警报。

具体可以应用在安全管理、进度管理、质量管理、文明施工及形象宣传、施工前准备工作、现场测量、新技术联合等工作中。

(一) 安全管理

现场安全管理涉及人和物两个方面。“以人为本”人的安全在各建筑施工管理过程中是非常重要的。无人机主要通过:施工人员是否正确佩戴安全装备,及人员所处位置判断施工人员安全,并作出安全警示。

(二) 进度管理

通过无人机的摄像功能,按照一定的时间安排,拍摄现场施工情况,识别现场当前形态进度;通过对比图像的前后变化判断现场人员工作状态,分析施工现场的窝工情况,从而适当调整劳动人员配置,优化现场施工结构。

(三) 文明施工及形象宣传

通过无人机摄像,检查施工现场是否干净整洁,是否符合文明施工要求。对拍摄的图片和视频进行整理后可以用于项目或者公司的形象宣传使用。

(四) 前期准备工作

无人机航拍和图像导航定位技术结合,可以辅助进行测量放线、场地平整、道路规划等工作。

(五) 新技术联合应用

无人机技术和BIM技术结合,通过无人机的拍摄影像,详细记录建筑的生命周期。

(六) 质量管理

应用于建筑高危地点、工作人员不便到达的地方的质量判定信息提供。

在人力成本越来越高的背景下,无人机的角色或许在建筑行业中会越发重,可以解决我们人类和重型机械无法到达的地方进行航拍影像,借助软件的算法,实现我们的工作需求,但从目前无人机在施工现场的实际应用来说,还存在以下需要改进的问题:

一、 施工现场环境复杂,不利于无人机飞行;

二、 某些区域因信号干扰的问题,无法正常飞行;

三、 无人机的稳定性因受环境、天气、无人机操作者自身技术的差异,无法获取稳定的图像数据;

四、 电池的续航能力差,需要频繁更换电池;

五、 无人机操作技术人员培训难度大;

六、 无人机在我国建筑行业的应用,从2017年到2018年提升了239%,但仍未达普及的地步。

(来源于UACI建设行业无人机管理中心)

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