论无人机在工程建设中的作用

王闯 李杰 刘彪

摘要：随着市场竞争压力的增加，建筑企业利润越来越低，新技术的蓬勃发展也对建筑业传统管理方式造成一定冲击，所以要求建筑企业及建筑业从业人员转变管理思维，引进新技术，提高管理效率，降低管理成本。无人机作为近年来国内外热门技术，已推广至民用领域，其在建筑领域的应用性也逐渐凸显。依托于无人机图像获取技术、图像处理技术等当前较成熟的技术，将无人机应用于建筑施工现场管理工作中。无人机在建筑施工现场管理的应用提供了新的思路和有力的支持。

关键词：无人机;工程建设;作用

1 无人机及其发展

无人机全称无人驾驶航空器，是近些年来发展较为迅速的高科技产品。无人机产生于军事应用领域，后逐渐拓展至民用领域，爆发出蓬勃生机。

无人机的发展于无人机平台技术的成熟有着必然关系。无人机系统分为机体（内含机身、动力系统和机载航电系统）、数据链路系统、飞行控制系统、地面保障设备四大部分。机身内部动力系统决定无人机产品飞行时间和载重量。油动无人机飞行时间长、动力充足但油动无人机内燃机结构复杂，响应速度慢。电动无人机受续航时间限制，单次作业时间不超过30分钟便需要更换电池，动力不足，但优势在于反应速度快、使用灵活且对机体震动较小，成为当前小型消费级无人机的动力首选。

无人机的最大价格差别体现在其核心部件“飞行控制系统”上。成熟稳定高精度的飞行控制系统，是无人机安全性的重要保障。按照技术发展的平均水平来看，无人机行业中飞行控制模块的技术实力已经成熟。市场上的飞控系统基本具备了精准定位、自主导航、运动增稳、内置减震等基础功能，配合配套的地面站软件系统即可进行工作。当前无人机飞控硬件部分成熟，但地面站软件部分根据生产厂家的不同，拥有很大的差别。目前地面站软件以PC端为主，以大疆为首的一部分先导无人机企业拥有对应的APP端口。无人机操控端的智能化趋势，将会越来越明显。

无人机的作业能力差别则体现在其数据传输部分，数据传输和图像传输的半径决定了无人机作业的控制半径。控制半径越大，其整机价格越高，性能越好，作业效率也更高。

用户在选购无人机时需要明确自身用途，对无人机指标做出取舍，选择适合自己使用的、性价比较高的无人机产品。

2 工程建设中的难点

工程建设都需经过选址、测绘、设计、施工、验收五个环节。在前期测绘阶段，必须对建筑施工所在地的地物信息进行准确的勘查和测量。传统的测绘工程需要人员扛着笨重的设备去实地进行像控点的测量和选取，缺点作业量大、作业效率低、费事、费力。

无人机测绘，利用无人机所搭载的镜头进行低空摄影，对所选地址进行快速拍照，大幅减少外业作业量。随著国家坐标系的统一实施，需要测绘人员实地寻找控点的情况将会越来越少。航空摄影测量成为当前测绘行业的主流方式，无人机则由于其低空摄影的优势，成为目前测绘工程的主流采集平台。

工程建设需要经过漫长的施工期，施工现场的安全管理不容忽视。无人机利用其可见光拍摄可实时监测施工现场情况，收集信息进行数据分析和整理。对于施工现场中的安全隐患即使预警和提醒。

工程验收时，人力实地查看由于高度原因，无法准确验证工程质量。无人机利用其高空视角，为工程验收提供了一种高质量、高效率的方式。

3 无人机在工程建设中的应用

无人机图像获取技术和图像处理技术的逐渐成熟，对工程建设前期测绘、建筑施工现场管理特点、建筑施工现场影响因素、工程验收等方面效果显著。

无人机在建筑施工现场安全管理、进度管理、文明施工和形象宣传方面的应用被看好，尤其是在监测人员安全施工、危险区域围护方面的应用优势更为突出。在需求的基础上，设及无人机建筑施工现场应用方案，包括安全管理、进度管理、文明施工和质量管理等几个专项，工作流程主要涉及到实时监测和常规管理。无人机应用于以下几点的突出表现：

3.1 前期规划测绘

无论是任何项目规划，都需要大量的测绘信息。为此，可以通过无人机外出采集到某个区域曝光正常、色彩真实的航拍图像，并将其导入至建模软件，软件处理后输出三维模型，然后内业人员可通过 EPS 3DSurvey 等软件对周边建筑物进行 DLG（Digital Line Graphic）线绘制，从而帮助设计师快速、精准的进行测量和设计，作出更精准的三维模型。

3.2 建筑施工现场管理

无人机所搭载的摄像头可对建筑施工现场进行多角度拍摄，对于施工现场的不规范操作可进行及时提醒和取证工作。同时可利用收集来的数据信息，配合第三方施工现场管理软件，对施工现场工人工作管理、安全规范管理、施工进度管控等进行统一调配和管理。

3.3 项目验收

建筑项目在完结时，需要甲方来进行项目验收。利用无人机可以有效获取整体建筑信息，看清工程建设死角，避免工程出现偷工减料等情况。无人机航拍技术是当前无人机行业最为成熟的应用，拍摄精度高，影像结果更为直观，作业效率高。

4 结语

在人力成本越来越高的背景下，无人机的角色会在建筑行业中越发重要。无人机的加入是第一步，通过它，我们可以获取到以往人类和重型机械无法到达的地方的航拍影像。将这些航拍影像变成实用的勘测与分析资料为管理人员提供整个建筑流程的监控、设计与现场实时作业的快捷管理。