[发明专利]一种基于无人机图像的起重设备垂直度检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于无人机图像的起重设备垂直度检测方法和检测系统，所述的垂直度获取带有配置信息的塔吊支架的底部图像获取带有配置信息的设备支架图像；2、获取带有配置信息的塔吊支架的顶部图像；3、在步骤1）中获得的底部图像和步骤2）中获得的顶部图像中任选一幅图像，完成图像定标，得到图像的空间分辨率；4、分别在步骤1）中获得的底部图像、步骤2）中获得的顶部图像的左侧支架上选择参考点L₁、L₂；5、计算L₂点在L₁坐标系下的横坐标；6、计算L₂点在L₁坐标系下的纵坐标；7.计算起重设备的垂直度。

技术领域

本发明涉及起重设备垂直度检测领域，尤其涉及一种基于无人机图像的起重设备垂直度检测方法及系统。

背景技术

近二十年来，中国建筑行业飞速发展，塔式起重机(塔吊)目前已成为建设工地上应用最广的起重机械。据官方统计数据表明，在2016 年全国建筑起重机安全事故至少发生207起，造成直接损失达上亿元。为了保障塔式起重机操作人员的生命安全，周期性的对塔式起重机进行检测对保证设备安全运行和顺利完成整个施工工程显得尤为重要。

起重设备垂直度用以表征起重设备支架的倾斜度，是起重设备缺陷检测重要衡量指标之一。以附图1为例，在塔吊安装后，增幅处于平衡状态下，垂直度ΔL＝x/h(x为起重设备支架顶部与底部的横向偏移量，h为起重设备支架高度)。GB/T5031-2008《塔式起重机》中5.2.3i)规定，垂直度的允差为4/1000。起重设备垂直度检测的难点在于：起重设备大多处于建筑工地，工况较差；起重设备高度较高(50～500m)，且难以攀爬；起重设备垂直度检测精度要求高，达mm 级别。

起重设备垂直度检测目前主要采用激光垂准仪测量法，参照附图 2，被测设备按检测要求停放，将激光垂准仪立在靠近被测设备的底部边缘处(一般在标准节主支撑杆处)，按说明书要求调平，使激光束处于垂直向上的状态。在激光束正上方100-200m处，固定数显光靶，移动游标数显尺，使基准点对准激光束光斑，数显尺清零，此位置即为原始基准点，保持垂准仪不动，数显光靶固定到被测设备顶部相同位置，再次移动游标数显尺，使基准点对准激光束光斑，此时数显尺上的读数即为垂直度。该方法的缺点如下：需要在设备顶部人工固定光靶，存在极大的安全隐患；且激光垂准仪的量程为200m左右，随着测量高度的增加，误差会急剧增大，不利于300～500m的超高塔吊垂直度检测。

目前为止，现有技术中未见能同时满足测量精度高、测量高度范围大、低安全风险的起重设备垂直度检测方法和系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于无人机图像的起重设备垂直度检测方法及系统。

为此，本发明提出一种基于无人机图像的起重设备垂直度检测方法，包含以下步骤：

1)通过飞控模块控制无人机飞行至起重设备一定距离外，上下左右移动飞行器，使其悬停在特种设备底部，调整摄像头焦距，使设备机架尽可能填满屏幕，拍下垂直度检测底部图像，记录下此时无人机的位置信息(X_w1，Y_w1)及摄像头旋转角度θ₁；

2)通过飞控模块控制飞行器垂直上升，直至摄像屏幕能观察到设备机架的顶部，保持摄像头焦距不变，拍下垂直度检测顶部图像，记录下此时无人机的位置信息(X_w2，Y_w2)及摄像头旋转角度θ₂；

3)在步骤1)中获得的底部图像和步骤2)中获得的顶部图像中任选一幅图像，完成图像定标，得到图像的空间分辨率k_x、k_y，所述的k_x、k_y分别为横向、纵向每一个像素距离代表的真实距离；