无人机影像在高速公路检测中的应用研究

何鹏程

（苏交科集团检测认证有限公司，江苏南京 211112）

无人机影像技术可以改变传统的人工操作形式，在复杂的环境中获取影像，能够将对应的数据传输给工作人员进行参考，以此达到检测的目的。无人机影像技术具有应用优势，在检测的过程中能够达到理想的效果，在其具体使用过程中需要明确一些相关步骤，掌握正确的使用方式，否则会降低其检测效果，耽误检测工作的有效展开。相关人员应该针对其相关内容进行全面分析，采取有效的方法做好准备工作。文章探索无人机影像技术在高速公路检测中的应用，为提高高速公路检测效果提供参考。

1 无人机影像特征与高速公路检测需求

1.1 无人机影像特征

（1）无人机。

无人机由无人机载体和机载摄像头组成，在人工控制的情况下可以在区域范围内进行有效飞行，机载摄像头将对区域内的视野进行拍摄以及录制。在使用过程中，相关人员可以针对其摄像角度进行全面调整，实现无人机摄像采集工作，获取相关人员需要的图片信息。无人机摄像头完成图像采集后，采集的图像会以通信的方式被传输至智能终端，由人工进行后续工作。

（2）人工端。

现代无人机影像技术中，人工端主要通过相应的设备进行操控，如平板电脑。设备一般具备显示和控制功能，利用系统将2个功能合并，以此实现一体化效果[1]。

1.2 高速公路检测需求

（1）在具体检测的过程中，相关人员需要明确公路的整体范围，做好全面检测工作，重点检查重要范围，使检测工作覆盖整个高速公路。

（2）检测结果必须详细和准确，有利于后续工作的有效展开，相关人员应该有效利用无人机影像技术进行检测，将检测的结果与实际情况核对，确保检测图像具有较高的清晰度。

2 无人机影像技术作业的主要流程

2.1 前期准备工作

应用无人机进行高速公路道路检测的过程中，相关人员应该做好充足的准备工作，无人机在执行现场航飞前需要对其周边环境进行全面了解，针对一些数据的获取做好基础工作，准备测绘的结果与资料，明确分析交通情况，根据实际情况做好相应标记。工作人员需要对区域的地形地貌以及特征等进行细节了解，为后期工作进行铺垫[2]。

2.2 航测的主要步骤

根据项目任务初步设计无人机航线走向，制作kml文件，无人机系统会根据kml文件的设定进行飞行与测量。在具体的开展过程中，应该将其航拍区域设定为行距48坐标，通过精准的坐标确定航测区域。确定航拍区域后，相关人员需要对航拍工作进行全面勘测，明确飞行的区域，了解无人机的起点与落点是否在管控中。

2.3 相控点的布测

具体工作开展中，相关人员需要预测选点，结合区域的情况做好分析，整合成相应的资料。待测区域一般需要按照1∶500 000的比例尺进行测绘，利用图纸测绘其地形图和三角点以及导航线点，明确测试的主要区域范围；还需要针对当前区域的交通情况以及供电情况和气象情况进行全面分析，了解其他因素对工作自身的干扰，结合任务以及现场的实际情况做好适当的调整。

使用无人机进行测绘工作时，应该利用无人机路线设计相应的监控点，根据现场情况进行合理布测。进行相控点布测时，需要留意待测区域是否符合无人机降低需求，如场地区域应该处于平台状态，通常情况下应该避免人员密集等情况；场地附近不得存在高压线和水源等设施，将给监测工作带来较大的干扰，导致数据不稳定；在具体的测量过程中，尽量避免一些敏感区域。

一般情况下无人机在高速公路工作的过程中可以对图像的拼接进行有效控制，相关人员应该设定30个控制点，有利于更好地对数据图像进行纠正，保障工作的准确性[3]。

3 无人机影像技术在高速公路检测应用中的优缺点

3.1 优点

（1）检测成本较低。

小型无人机在市场的价格一般为几万元，相机与光学镜头的价格也可以控制在几万元。在日常的维护工作中，无人机的检修和维护比较简单。相关数据统计表明，与传统的检测方法相比，无人机影像技术成本仅为1/10。

（2）工程计算精准。

无人机技术是电子技术与信息化的产物，结合了智能化系统。通过无人机搭载相应的设备，可以针对一些特殊区域进行扫描，应对各种地貌特征以及环境变化。在工作过程中，无人机测绘可以通过数字化的手段获取相应的数据，速度理想，且具备较好的准确性。

（3）机动能力强。

无人机对环境具有较强的适应能力，可以在较短的时间内获取大量数据，无人机技术可以针对不同的情况采取不同检测方式，只需要通过搭载对应的摄像头即可获取不同层次的内容，实现对应的工作，达到较好的效果[4]。

（4）高清还原地貌影响。

现阶段部分民用数据相机像素已经达到8 000万，无人机影像使用的摄像像素更高，可以在工作过程中获取全景数字化的地形测绘图，搭载相应的功能实现1∶500高清色彩映射，有利于获取区域的整体样貌，帮助工作人员更好地进行相关分析，达到理想效果。

（5）经济的测绘时间。

传统检测手法难以获取全彩的高清影像，使得相关人员在工作的过程中很难完成审批工作，项目工作可能需要一个周期甚至三个月才能够完成。利用无人机影像技术可以对高速公路进行全景获取，能够缩短检测工作的时间，约一周即可以完成。

（6）条件要求不高。

无人机影像技术检测高速公路工作多采用多旋翼无人机，设备在具体的使用过程中仅需要较小的平坦区域即可以完成检测工作，在特殊条件下也可以完成相关工作，达到理想的效果。在部分特殊的天气时，可以通过先进的技术弥补天气条件，突破原技术限制获取区域景象，即便在部分恶劣的天气中也能够较好地展开相关工作[5]。

3.2 缺陷

GPS定位系统很容易受到外界因素干扰，影响传输效果，无人机接收GPS信号时可能无法保障稳定的GPS信号收入。现阶段高速公路检测使用的无人机多为小型和超轻型无人机，在使用过程中容易受到气流影响，稳定性不够高，在拍摄的过程中无法保障其角度和数据的控制。无人机检测以及相关内容需要进一步调整，使其能够更好地对图像进行处理，达到理想的效果。

4 无人机影响技术在高速公路检测应用要点

4.1 确定航测任务

相关工作过程中，无人机很容易受到地形因素的干扰，为了更好地满足工程测量需求，应该针对工作的相关要素做好分析，同时做好预测工作，确保其整体飞行效果。一般应该以100 m作为衡量标准，明确其无人机飞行速度，以此达到良好的效果[6]。

利用无人机倾斜摄影技术计算高速公路各工点土石方量结果如表1所示。

表1 利用无人机倾斜摄影技术计算高速公路各工点土石方量结果 单位：m3

4.2 内业数据处理

内业数据处理一般采用商业软件进行，相关人员应该获取初始数据，结合获取的数据影像以及书籍点做好整合，根据数据做好相应的筛选工作，对一些不满足检测的数据进行清除，确保数据的有效性，结合实际情况建立相应的数据处理系统。导入POS数据，建立相应的数据坐标，在相应的监控点下，有效发挥编辑作用，及时找出控制点和对应信息，根据获取的POS数据进行有效测量，通过分辨率和精确分析进行有效处理。具体的开展中，需要利用三维点云技术保障DEM与DOM数据的准确性，形成对应的影像[7]。

利用无人机实现的地貌影像还原效果如图1所示。

图1 利用无人机实现的地貌影像还原效果

5 结语

综上所述，无人机航拍具有一定的灵活性，操作较简单，能够有效地被利用至各种项目中，达到理想的效果。在现阶段高速公路检测的过程中，利用无人机影像技术可以更好地获取数据，无人机影像技术在行业中具有较好的前景。与传统检测技术相比，无人机影像技术具有较多的优势，相关人员应该给予一定的重视。相关人员应该采取有效的方法加强相关技术的研究，将无人机影像技术融入更多的工作中，推动我国无人机影像技术的发展。