摘要：传统的工程计划无法将工程进度精确地表达，不利于在实际工程中做跟踪检查，当发生工程变更或施工环境变化时，往往无法做出实时应变处理。一旦缺少准确的施工总体目标，实际工程进度将无法进行精确管控，产生人力和资源分配不均等问题，导致施工资源浪费、工期延宕且管理效率低下。无人机倾斜摄影技术，基于无人机高机动性、低空飞行以及低成本的优点，在建筑工程上能以更直观、可视化及自动化的方式来辅助建筑工程管理，对于提高工程管理效率、节省劳动力及提升工程质量，具有巨大的应用潜力。
关键词：无人机技术；建筑工程；应用
引言
随着制造成本的降低和技术的快速发展，无人机在工程建设领域的应用也有了一些点滴的尝试。为了认清无人机技术在工程建设领域的应用现状，在梳理无人机技术基本原理、“无人机性能研究?技术初步交叉融合?技术广泛交叉融合”3个发展阶段的基础上，分析无人机技术在工程项目不同阶段的应用现状及未来应用前景，无人机是很好的自动化采集工具，与三维点云技术密不可分，对无人机辅助工程项目施工阶段的场地布置和进度管控中的技术可行性进行探讨，并提出有效利用无人机开展三维建模工作的建议。
1无人机技术及应用研究
1.1无人机技术基本原理
无人机即一种不载人的无人驾驶的飞行器。无人机技术，即通过系统程序设定或无线电遥控设备直接控制操纵的、可携带设备从而实现任务执行的一种先进技术。在地面控制系统中，根据不同的任务需求，由后勤控制系统经由飞行控制系统向飞行系统发送飞行指令，经由任务控制系统向任务系统发送任务指令，任务系统将执行结果经由任务控制系统反馈回后勤控制系统进行处理；飞行指令由任务系统下不同的任务目标决定，而任务指令则依托飞行系统的操作得以实现。以无人机三维影像技术为例，即通过无人机携带云台相机，经由设置的飞行路径采集影像信息并反馈回地面控制系统，最后由后勤控制系统完成三维模型的合成。
1.2无人机倾斜摄影技术
无人机倾斜摄影技术是指在飞行平台上搭载多台相机，同时从一个垂直角度以及其他若干个不同的倾斜角度采集影像的技术。其打破了传统摄影只可以从一个垂直角度获取影像的局限性，能够更加真实地还原地形地物特征，把人们带入一个符合人眼视觉的真实直观的世界。成熟完备的无人机倾斜摄影测量系统的基本组成主要包括：无人飞行平台系统、飞行导航与控制系统、任务设备、数据传输系统、地面监控系统、综合保障系统与装置。该技术的整体工作流程包括航线设定、空中作业、数据处理和数据分析四大部分，本文将对此技术路线在建筑工程应用中的无人机飞行参数设定优化及建模精度优化进行详述。
2无人机倾斜摄影技术工程应用
2.1无人机在工程建设领域各阶段的应用现状
工程建设过程的信息采集大体可以总结为三个阶段：一是通过人工直接采集；二是出现直升机、无人机等半自动方式采集；三是通过物联网下的传感器等方式自动实时采集。与人工和直升机相比，无人机采集的信息更具时效性、共享性，采集更为便捷；对资金成本和使用空间的要求相对较小，具有灵活性。随着无人机技术的发展，其应用前景逐步显著，无人机越来越多地应用到建设工程项目全生命周期中去，包括前期、施工、运维、审计等阶段。（1）前期阶段。无人机具有高空、视野开阔的优势，在前期阶段，主要集中应用在项目宣传、规划设计、工程勘察等方面。
例如，将无人机应用到楼盘前期的概念设计及宣传推广上，从未建成建筑的角度制作宣传材料，可以直观地呈现方案的潜在视野效果；快速获取大面积范围内的影像信息是无人机应用于规划设计的一大优势，通过航拍城市的建筑物、道路等，可以辅助拟定规划设计方案或计算规划指标；而无人机三维影像技术构建工程勘察高精度实景模型，则可以辅助地形测绘、地质识别和滑坡体估算等工作。（2）施工阶段。除了辅助放线工作，无人机也可以通过获取影像信息、采集点云数据、创建三维模型，应用于辅助施工阶段的工程施工和现场管理上，进而促进施工模式向信息化、智能化方向发展。随着无人机三维影像技术的不断发展，无人机三维实景模型开始应用到工程施工过程中的大范围变形监测和工程量计算上，实现了变形监测、工程量计算的自动化。无人机在施工现场管理过程中的应用及相关研究比较分散，分别集中在安全、质量、进度等方面：在安全管控中，无人机可以提供施工现场实时影像、位置信息，实现人员远程互动，保障人机安全，也可以实时监控现场，及时排查危险源、获取施工动态并反馈整改方案；在进度管控上，Lin等提出了一种应用于施工现场自动化进度监控的框架；在质量管控中，以日本Avionics的无人机用红外热成像相机为例，可以代替传感器，用于桥梁、建筑物外墙施工过程的监测诊断，更高效、简单。从生命周期、管理对象、潜在角色和利益相关者参与等角度出发探索应用于建筑项目管理的无人机系统多维框架，但无人机系统的研究大多处于系统框架搭建层面上，真正实现无人机多功能一体化的系统开发还处于研究阶段。（3）运维阶段。在运维阶段，无人机除了常见的利用影像信息辅助运营宣传以外，也可以自定义飞行路线，结合智能识别技术，辅助维护维修、日常安全巡视和应急处理等工作的开展，包括：自动化识别、定位、监控和检测管道、道路等结构，提高对投入使用后的工程结构的监测效率，以日本Chugoku电力公司和千叶大学联合研制的基于故障自动检测和三维图像监测的无人机电力巡线系统为例，该系统可以自动排查塔材锈蚀、裂纹等结构缺陷，也有学者正着手研究将BIM模型与无人机点云模型的结合成果应用到古建筑测绘、桥梁裂缝宽度识别、桥梁结构变形监测（目前变形监测研究水平可以提取结构一阶模态，进一步研究集中在二阶模态的提取）中，以及利用无人机代替人工执行高危险任务，例如搭载洒水设备实现高空救火，在提高救援效率同时降低消防人员安全风险。（4）审计阶段。建设工程项目审计贯穿整个项目建设期，无人机也在其中发挥作用，主要包括辅助施工审计过程中的竣工验收数据的核实，以及国土审计中排查违章、违法建筑等工作。
2.2无人机技术工程建设应用前景
无人机技术在工程建设应用中发挥着重要作用，其未来具有较大的应用潜力，具体如表1所示。以无人机三维影像技术为例，其在施工阶段的应用研究也得到了很大的关注度，无人机三维影像技术具备快速全景拍摄、三维模型合成、先后影像数据对比等功能。基于无人机三维影像技术具备的功能及无人机特点，无人机三维影像技术在施工阶段的现场管理中有较大的应用发展空间，例如可以直观呈现施工现场实时布置情况、获取实际工程的施工进度信息、通过实景模型和BIM模型的对比来发现实际工程与设计模型的出入点等。目前，关于无人机航摄技术的研究已相对成熟，而随着无人机智能识别技术、无人机三维影像技术、无人机遥感测量技术、无人机环境监测技术以及无人机动态调度技术等的逐步完善，无人机的应用潜力将得到更好的发挥。
结语
该技术在实际项目应用前，须对项目地区地理信息及飞航管制区域进行调查。当实际工程项目周边未开发，将存在较难定位航测范围的问题；当需要试飞来确定测区的飞行范围时，需考虑无人机的续航能力。因此为实现高效采集作业，采集前合理规划方案至关重要。
参考文献
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