六旋翼無人機在城市測量中的有效應用

文/徐中華 華東冶金地質勘查局物探隊 安徽蕪湖 241000

隨著我國城市化建設進程逐步加快，城市住宅、寫字樓、道路以及橋梁工程建筑數量不斷增加，帶動了城市發展的同時，也為城市測量規劃工作增加了很大的難度。城市測量工作極其容易受到城市高層建筑、植被以及河道流域等因素的制約，傳統測繪、衛星檢測等測量方式已經無法滿足現代城市測量需求。近年來，科學技術的不斷發展，無人機飛行技術逐步完善并應于各大領域，六旋翼無人機在我國城市測量工作中的應用，大大提升了城市測量工作效率，對我國各大城市的規劃發展具有極大的現實意義。

1、六旋翼無人機的功能特點分析

六旋翼無人機是多旋翼無人機的一類，具備垂直起降和空中懸停的優勢，較之與四旋翼無人機或八旋翼無人機相比較，六旋翼無人機機身尺寸更滿足城市測量的需求，機身尺寸能夠滿足承載高精準度的機載攝錄像設備和各類型傳感設備，與此同時，六旋翼無人機機身重量恰到好處，旋翼數量的增加并未對總體重量造成影響，反而提高了無人機飛行設備的推比重，能夠有效克服城市側風以及機身抖動等問題對測量的干擾。此外，六旋翼無人機的整體設計確保了無人機飛行的穩定性，較之與四旋翼無人機相比較，六旋翼無人機在失去兩個旋翼的情況下，只需要對飛行設備實施合理調節，對總體拉力進行重新配置，就能夠防范機身失控等問題，依舊能夠維護機身飛行平衡。

2、六旋翼無人機的主要技術分析

2.1 飛行控制技術

六旋翼無人機是一種微型飛行設備，飛行系統屬于非線性、多變量的前驅動系統，實際飛行中，不僅極其容易受到大氣動力性質、重力性質以及旋翼慣量距等自身因素的影響，還容易受到大氣層氣流等外部因素的影響。因此，為確保飛行的安全性和穩定性，六旋翼無人機系統包含了姿態調控、位置調控以及高度調控三部分。姿態調控，利用陀螺設備、加速度儀以及磁強儀傳送飛行角速度、加速度以及磁場強度等進行結合反饋，計算得出相應調控參數，并參與到實際轉速分配中，從而改變電機轉數，達到調控無人機姿態的目的；位置調控，主要利用GPS和光流傳感設備獲得具體位置和速度信息，從而達到調控無人機位置和速度的目的；高度調控，主要利用GPS、超聲測距傳感設備、加速度儀以及氣壓技術設備收集高度數據，并計算得出相關高度調節參數，再傳送到轉速分配中，從而實現對無人機飛行高度的調節。

2.2 無線傳送技術

無人機傳送的信息主要包含無人機飛行姿態數據、航拍影像信息以及傳感設備所收集到的各種數據信息等等，就時效性要求較低的信息可以選用大容量存儲設備實施存儲，而就需要實施傳送的信息而言，務必要進行及時傳輸。城市測量中，無人機飛行環境較為復雜，隨時存在電磁影響，為確保信息傳輸的有效性，無人機無線傳送技術需要選取最佳的信道編碼對數據實施差錯調控。

2.3 機載攝影測量技術

現階段，無人機機載攝影測量設備普遍使用微型單反相機或單反相機，攝影設備的畫面質量直接影響著測量的準確度，為確保無人機在城市測量工作的準確度，實際飛行測量過程中，一般結合多傳感設備和多維度信息技術進行測量，從而達到提升畫面質量的目的，以保證測量數據的準確度。

2.4 無人機航道規劃技術

航道規劃主要是在制定條件限制下，尋求從起始位置到目標位置，并達到某類功能標準要求的最佳飛行路線，主要根據實際飛行要求，依據無人機功能特點和續航周期對航道進行繪畫，以調節無人機的飛行高度、飛行距離以及轉彎半徑等等，從而實現不同城市測量工作中對影像航向和旁向重疊水平的需求。

3、六旋翼無人機在城市供配電線路巡檢測量中的實際應用

近幾年，無人機在各大領域被廣泛應用并得到了一致認可，隨著我國城市測量工作難度的不斷加大，城市測量逐漸開始應用六旋翼無人機開展實際測量工作。在對六旋翼無人機的功能特點和主要技術進行了簡要分析后，筆者主要就六旋翼無人機在城市供配電線路巡檢測量中的實際應用進行了進一步探究。在城市供配電線路巡檢測量工作中，六旋翼無人機完全符合GPS導航和POS點導航的自動駕駛功能，可以依據供配電線路鋪設的地理信息系統坐標位置，在供配電線路上空進行飛行，并記載POS信息和微型單反相機姿態設備信息，在拍攝圖像的同時將其傳送至信息庫，作為城市供配電線路巡檢測量的基礎信息，以相同的方式在供配電線路左右45°分別航行并記載，再存入信息庫以供調取使用，無人機機載的姿態設備可以通過GPS進行實時共享，能夠將所拍影像資料傳回直地面控制中心，終端服務設備能夠將六旋翼無人機拍攝的影像進行比較分析，并構建城市各個位置供配電線路的故障點模型，并對模型故障進行自動識別排查，對符合排除條件的疑似故障進行存儲，并傳出相應的GPS和POS點信息，以便信息分析人員能夠將疑似故障點位置傳送給電路巡檢維修人員，從而快速、準確地對城市供配電線路故障進行處理。除此之外，六旋翼無人機能夠獨立進行多種項目巡查和測量，例如，城市供配電桿塔、導地線路等元件的顯要故障，供配電線路周圍建筑的物理變化，塔基周圍地質變化，鐵塔外部銹蝕、塔上線路出現移動脫落現象等等，讓供配電線路巡檢測量流程更加規范化、系統化，大大提升了城市供配電線路巡檢測量的工作效率。

結語：

六旋翼無人機在城市測量中的應用，憑借自身垂直起降、空中懸停以及不受空間限制等優勢，能夠有效獲取城市中各大建筑物之間的準確距離、城市道路橋梁分布情況以及城市供配電線路巡檢數據等等，不僅減輕了城市測量工作人員的工作負擔，還極大地提升了城市測量工作的整體效率，對我國城市規劃建設有著極其重要的促進作用。

參考文獻：

[1]唐加云.六旋翼無人機在城市測量中的應用研究[J].低碳世界,2017(02)：146-147.

[2]石振江,徐曉峰,梁照敏.六旋翼無人機對輸電線路日常巡檢應用的研究[J].科技風 ,2015(13)：28.