一种基于无人机的轨道站台建模系统及其建模方法与流程

本发明属于铁路轨道站台建模技术领域，具体涉及一种基于无人机的轨道站台建模系统及其建模方法。

背景技术

现有技术中，无人机是利用无线电遥控设备和自备程序控制操纵的不载人飞行装置，随着传感器的发展、微处理器技术的进步和动力装置的改进，使无人机在军事和民用的用途不断拓展，无人机的航拍技术可以广泛应用于现场侦查、军事演练、灾情评估和抢险救灾等领域。

三维gis系统时布满整个三维空间的gis系统，其在空间位置和拓扑关系的描述及空间分析的扩展上具有很大程度的进步，突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚，对于建筑业和测绘行业具有重大意义。

无人机航拍系统具有方便、灵活、快捷的优点，可以实现高效且低成本的获取轨道和站台的航拍图像，但目前测量型无人机航拍系统大多局限于二位环境，针对轨道和站台的每次航拍巡检均得到大量的二维图像，需要专业检修人员一一筛选辨别，效率低、主观性强，无人机航拍技术在实际应用中无法针对复杂的地理环境进行三维建模，导致针对轨道站台的管理和巡检存在极大的不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种基于无人机的轨道站台建模系统及其建模方法，能够实时建立轨道站台模型，极大方便了针对轨道和站台的巡检，成本低，精度高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于无人机的轨道站台建模系统，包括航拍无人机和三维建模模块，所述航拍无人机包括差分gps模块、无线通讯模块、驱动模块和航拍模块，所述差分gps模块和航拍模块通过无线通讯模块连接三维建模模块。

进一步的，上述的航拍模块包括拍摄室、拍摄窗、航拍器、光传感器和航拍器调节装置。

进一步的，上述的无线通讯模块为4g网络通讯模块。

一种基于无人机的轨道站台建模方法，应用上述的基于无人机的轨道站台建模系统，包括以下步骤：

步骤一：根据轨道站台平面图预设航拍无人机的飞行轨迹；

步骤二：航拍无人机按照飞行轨迹采集轨道站台建模数据并发送至三维建模模块；

步骤三：三维建模模块根据轨道站台建模数据建立轨道站台三维模型。

进一步的，上述步骤二中轨道站台建模数据包括差分gps单元采集的位置数据，航拍模块采集的轨道图像数据和光传感器采集的站台图像数据。

进一步的，上述步骤一中飞行轨迹包括轨道采集轨迹和站台采集轨迹，所述站台采集轨迹包括若干条环绕站台的航线。

进一步的，上述的步骤三具体包括以下步骤：三维建模模块分别处理轨道图像数据和站台图像数据，得到轨道模型和站台模型，根据位置数据整合轨道模型和站台模型，得到轨道站台三维模型。

进一步的，上述步骤三中处理轨道图像数据具体包括以下步骤：

步骤201：对轨道图像数据的各像素点进行重建；

步骤202：采用mvs方法提取所述各像素点的密集点云数据；

步骤203：对所述密集点云数据进行噪声过滤和拼接配准处理，得到轨道模型。

进一步的，上述步骤二中光传感器采集站台图像数据具体包括以下步骤：

步骤301：获取站台的建筑高度和旁向重叠度；

步骤302：根据站台高度沿站台采集轨迹从底端至顶端采集站台图像数据。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的建模系统中，无人机按照预规划的飞行轨迹采集建模数据，通过航拍器获取轨道图像，光传感器获取站台图像，差分gps模块获取地理位置信息，然后通过4g网络发送至三维建模模块，三维建模模块分别处理站台图像和轨道图像数据，得到轨道模型和站台模型，然后根据地理位置信息整合轨道模型和站台模型；实现了实时建立轨道站台模型，极大方便了针对轨道和站台的巡检，成本低，精度高。

本发明中根据轨道站台的平面图对无人机的航线进行规划，既保证了采集轨道模型所需数据时的效率，又解决了采集站台模型所需数据时的侧面信息丢失问题；

本发明中针对轨道图像数据的处理采用msv发提取密集点云数据，然后经过去噪、拼接配准处理，得到的三维数据逼真度高、模型重建效果好。

附图说明

图1为本发明的轨道站台建模系统结构示意图。

图2为本发明的轨道站台建模方法流程示意图。

具体实施方式

参照附图1－2，对本发明的实施方式做具体的说明。

一种基于无人机的轨道站台建模系统，包括航拍无人机和三维建模模块，所述航拍无人机包括差分gps模块、无线通讯模块、驱动模块和航拍模块，所述差分gps模块和航拍模块通过无线通讯模块连接三维建模模块。

进一步的，上述的航拍模块包括拍摄室、拍摄窗、航拍器、光传感器和航拍器调节装置。

进一步的，上述的无线通讯模块为4g网络通讯模块。

一种基于无人机的轨道站台建模方法，应用上述的基于无人机的轨道站台建模系统，包括以下步骤：

步骤一：根据轨道站台平面图预设航拍无人机的飞行轨迹；

步骤二：航拍无人机按照飞行轨迹采集轨道站台建模数据并发送至三维建模模块；

步骤三：三维建模模块根据轨道站台建模数据建立轨道站台三维模型。

进一步的，上述步骤二中轨道站台建模数据包括差分gps单元采集的位置数据，航拍模块采集的轨道图像数据和光传感器采集的站台图像数据。

进一步的，上述步骤一中飞行轨迹包括轨道采集轨迹和站台采集轨迹，所述站台采集轨迹包括若干条环绕站台的航线。

进一步的，上述的步骤三具体包括以下步骤：三维建模模块分别处理轨道图像数据和站台图像数据，得到轨道模型和站台模型，根据位置数据整合轨道模型和站台模型，得到轨道站台三维模型。

进一步的，上述步骤三中处理轨道图像数据具体包括以下步骤：

步骤201：对轨道图像数据的各像素点进行重建；

步骤202：采用mvs方法提取所述各像素点的密集点云数据；

步骤203：对所述密集点云数据进行噪声过滤和拼接配准处理，得到轨道模型。

进一步的，上述步骤二中光传感器采集站台图像数据具体包括以下步骤：

步骤301：获取站台的建筑高度和旁向重叠度；

步骤302：根据站台高度沿站台采集轨迹从底端至顶端采集站台图像数据。

本发明的建模系统中，无人机按照预规划的飞行轨迹采集建模数据，通过航拍器获取轨道图像，光传感器获取站台图像，差分gps模块获取地理位置信息，然后通过4g网络发送至三维建模模块，三维建模模块分别处理站台图像和轨道图像数据，得到轨道模型和站台模型，然后根据地理位置信息整合轨道模型和站台模型；

本发明中根据轨道站台的平面图对无人机的航线进行规划，既保证了采集轨道模型所需数据时的效率，又解决了采集站台模型所需数据时的侧面信息丢失问题；

本发明中针对轨道图像数据的处理采用msv提取密集点云数据，然后经过去噪、拼接配准处理，得到的三维数据逼真度高、模型重建效果好。