1. IntroductionAutomation in Constr

1. Introduction
Automation in Construction 41 (2014) 1–14
Unmanned Aerial Vehicle (UAV) systems as a data acquisition platform and as a measurement instrument are
becoming attractive for many surveying applications in civil engineering. Their performance, however, is not
well understood for these particular tasks. The scope of the presented work is the performance evaluation of a
UAV system that was built to rapidly and autonomously acquire mobile three-dimensional (3D) mapping data.
Details to the components of the UAV system (hardware and control software) are explained. A novel program
for photogrammetric flight planning and its execution for the generation of 3D point clouds from digital mobile
images is explained. A performance model for estimating the position error was developed and tested in several
realistic construction environments. Test results are presented as they relate to large excavation and earth
moving construction sites. The experiences with the developed UAV system are useful to researchers or
practitioners in need for successfully adapting UAV technology for their application(s).
Until recently, Unmanned Aerial Vehicles (UAV), Unmanned Aerial
Systems (UAS), Remotely Piloted Vehicles (RPV), or also often known
as drones, were mostly developed and used for military applications.
These systems are remotely-controlled aircrafts or helicopters. They
are equipped with precision sensors, for example, inertial motion
units (IMU) and gyroscopes, for recognizing the alignment and position
of the aircraft. A microcomputer makes the autonomous navigation
without much manual involvement of a pilot possible. Due to the cost
and size of these sensors, a non-military use and especially smaller
UAV systems have not been feasible for many commercial applications.
With the recent availability of highly accurate and low-cost Global Positioning
Systems (GPS), the possibility opened up to maintain a UAV
system's position in a global reference system nearly everywhere in
the world and in real-time. However, selective availability of such GPS
signals had prevented most commercial applications. It was until the
mid-1990 when the accuracy of GPS for commercial applications
dropped to just a few meters [1]. The development of cost-efficient
and light gyroscopes to measure alignment and orientation primarily
⁎ Corresponding author.
E-mail address: [e-mail] (J. Teizer).
0926-5805/$ – see front matter. Published by Elsevier B.V.
http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.01.004
Contents lists available at ScienceDirect
Automation in Construction
journal homepage: www.elsevier.com/locate/autcon
Published by Elsevier B.V.
for smart telephones enabled many hobby modelers to update their airplane
or helicopter models to a fully functional UAV. This is also a reason
why most of the UAV developers gained their first experiences with
model aircrafts.
With the arrival of precise GPS and gyroscope technology the performance,
especially the payload, endurance, and flexibility for diverse and
reliable application of UAV systems, significantly improved. Most recently,
light-weight digital photo or video cameras converted autonomous
UAV systems to highly mobile sensor platforms. However, few
applications in civil engineering have yet been fully explored although
they promise to provide more cost- and task-efficient ways to conventional
approaches. For example, surveying applications are relying
mostly on labor-intensive GPS, Robotic Total Station (RTS), laser scanning,
and tachymetry. In addition, there are air- or space-borne technologies
available, but their selection depends on the terrain and size of the
area that must be surveyed. They are limited in range, very labor intensive
and costly, have potentially high measurement errors, and are time
consuming to perform.
UAVs offer a potential solution to these concerns. Once UAV technology
proves to be accurate and reliable it might assist or replace a specific
segment in surveying applications. Although several researchers have
previously introduced UAV technology to civil engineering applications
[2], its performance in the construction environment has yet to be scientifically
explored and evaluated.
2 S. Siebert, J. Teizer / Automation in Construction 41 (2014) 1–14
The potential range of surveying tasks which UAV technology is able
to performis shown in Fig. 1. The worldwide use of UAVs is regulated by
the specific national federal administrations. For safety and security reasons
commercial UAV use is typically restricted to flights within line-ofsight
(LOS) of an operator. Typically the operator is referred to a pilot.It
ensures that a pilot has permanent control and interaction in case of
unexpected events, for example, other aircraft(s) operate nearby or
changes happen to any of the environmental conditions which might
influence the UAV's flight conditions, such as wind parameters.
2. Recent UAV research within civil engineering applications
In recent years, researchers have been showing growing interest in
utilizing UAV systems for diverse non-military purposes. They are
used in forest and agricultural applications [3,4], autonomous surveillance
[5,6], emergency and disaster management [7], traffic surveillance
and management [8–10], photogrammetry for 3D modeling [2,11,12],
remote-sensing based inspection systems [13], and many more domains.
This is mainly due to the lowcost, fast speed, high maneuverability,
and high safety of UAV systems for collecting images. UAVs are
already a reliable replacement over satellites and manned vehicles.
Moreover, they have overcome the disadvantage of low flexibility and
high cost of aerial imagery.
To date, much research has been conducted in UAV photogramme-
try [2,11,12,14–16] for 3D mapping and modeling. For example,
Hudzietz and Saripalli [14] have successfully employed structure from
motion (SfM) techniques for the reconstruction of aerial imagery from
landscapes. Aerial photography was ultimately converted into 3D
models of the terrain. They showed that a UAV used as a platform
for collecting images offers large-scale terrain modeling very costeffectively,
efficiently, and accurately. However, little research is found
in the literature focusing on the application of UAV-based systems in
civil engineering applications. Hudzietz and Saripalli [14],forexample,
only reported results on ground-based tests from an unknown distance
which makes the evaluation of measurement errors in actual field trials
difficult.
Jizhou et al. [17] designed and implemented an algorithm for 3D reconstruction
of city buildings from multiple images using a single UAV.
The UAV had the ability to derive both geometry and texture information
fromUAV images. Lately, UAV has been exploited for capturing images
of a building of interest frommultiple different perspectives, which
resulted in a 3D model of the building [18]. This particular experiment
was done by a Falcon 8 octocopter from Ascending Technologies
equipped with a high-resolution consumer camera as the data acquisition
sensor. The final 3D reconstruction was computed offline. They
showed that the accuracy of the obtained model was comparable with
the results of sensing with Light Detection and Ranging (LiDAR).
Among the many of the existing UAV references, this reference fails to
explain the methods (terrestrial or LiDAR) and error rates in greater
detail.
Metni and Hamel [19]
investigated the usability of UAV systems for
t
he
monitoring and maintenance of bridges and structures and presented
a novel control law of a UAV under some practical restrictions which
are based on computer vision. Rathinam et al. [20] addressed the problem
of autonomous UAV-based monitoring of linear structures such as
pipelines, roads, bridges, canals, and power generation grids. A closedloop
control algorithm was developed for detecting linear structures
locally using visual recognition techniques in real-time.
Further potential applications of UAV remote sensing are geologic
hazard assessment of gas and oil pipelines [21]. Zhang and Elaksher
[22] presented a UAV-based imaging system for the 3D evaluation of
rural road surface distresses. For this purpose, a system consisting of
an inexpensive helicopter equipped with a camera for unpaved road
data acquisition, a global positioning system(GPS) receiver and an iner-
tial navigation system (INS) for navigating the helicopter were utilized.
Their proposed image processing algorithm produced a complete 3D
model of the surface distresses which enabled measurement of the distresses
such as potholes and ruts in 3D. Recently, the usability of smallscale
UAV systems as a safety inspection tool on construction sites has
been proposed by [23]. They suggested the employment of an inexpensive
quadcopter equipped with a camera. The proposed UAV should
provide a safety manager with real-time access to videos or still images
of construction sites. Noteworthy, they designed the system to be controlled
with an easy-to-use large-size interface system using an iPad,
and as a result, safety managers could interact with workers at ease.
Their heuristic experiments showed that UAV systems could have potential
benefits to safety managers on construction sites. However,
their conceptual approach was not validated in the field.
3. Definition and types of UAV systems
Many UAV systems exist today and have commercial applications.
Many UAVs are built on existing model airplanes or helicopters. The exceptions
are military drones that are quite expensive to build and operate
and thus do not offer a cost-effective alternative for many users in
the civil application domain, including construction engineering and
Fig. 1. Potential UAV application areas in surveying tasks.
Modified and updated after [2].
management. Many of the UAV systems that find application in the civil
domain offer already cost- and time-competitive alternatives to conventional
surveying applications. The purchase price of

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำระบบอัตโนมัติในการก่อสร้าง 41 (2014) 1-14ระบบทางอากาศยานพาหนะ (uav ในที่สุด) ไม่เป็นซื้อข้อมูล และ เป็นเครื่องมือวัดกลายเป็นความน่าสนใจเพื่องานสำรวจในทางวิศวกรรมโยธา ประสิทธิภาพของพวกเขา แต่ ไม่เข้าใจดีสำหรับงานนี้โดยเฉพาะ ขอบเขตของงานนำเสนอเป็นการประเมินประสิทธิภาพของการระบบ uav ในที่สุดที่ถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็ว และ autonomously รับมือถือสามมิติ (3D) แม็ปข้อมูลมีอธิบายรายละเอียดให้ส่วนประกอบของระบบ uav ในที่สุด (ซอฟต์แวร์ฮาร์ดแวร์และการควบคุม) โปรแกรมนวนิยายสำหรับ flight สมกับ การวางแผนและการดำเนินการสำหรับการสร้าง 3D ชี้เมฆจากโมบายดิจิตอลอธิบายภาพ พัฒนา และทดสอบในหลายรูปแบบประสิทธิภาพสำหรับการประเมินผิดพลาดตำแหน่งสภาพแวดล้อมในการก่อสร้างจริง แสดงผลการทดสอบเกี่ยวข้องกับการขุดขนาดใหญ่และโลกย้ายไซต์ก่อสร้าง ระบบ uav ในที่สุดพัฒนาประสบการณ์เป็นประโยชน์ต่อนักวิจัย หรือผู้ต้องการดัดแปลงเทคโนโลยี uav ในที่สุดสำหรับโปรแกรมประยุกต์ของตนเรียบร้อยแล้วจนกระทั่งล่าสุด หอเตือนภัยทางอากาศยานพาหนะ (uav ในที่สุด), หอเตือนภัยทางอากาศระบบ (UAS), ไกล Piloted ยานพาหนะ (RPV), หรือจะเรียกว่าเป็น drones ได้ส่วนใหญ่ใช้งานทหารพัฒนา และใช้สำหรับระบบเหล่านี้ถูกควบคุมจากระยะไกลเครื่องบินหรือเฮลิคอปเตอร์ พวกเขามีเซนเซอร์ความแม่นยำ เช่น inertial เคลื่อนไหวหน่วย (IMU) และ gyroscopes สำหรับการจดจำตำแหน่งและตำแหน่งของเครื่องบิน ไมโครคอมพิวเตอร์ทำให้การนำทางการปกครองไม่มีส่วนร่วมมากคู่มือของสุดนำร่อง เนื่องจากต้นทุนและขนาดของเซนเซอร์เหล่านี้ ใช้ไม่ใช่ทหาร และขนาดเล็กโดยเฉพาะระบบ uav ในที่สุดเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์มากไม่ได้มีความพร้อมล่าสุดของความถูกต้องสูง และต้น ทุนต่ำทั่วโลกตำแหน่งระบบดาวเทียม (GPS), สามารถเปิดเพื่อรักษาตัว uav ในที่สุดตำแหน่งของระบบในระบบอ้างอิงทั่วโลกเกือบทุกหนทุกแห่งในโลก และ ในเวลาจริง อย่างไรก็ตาม ความพร้อมใช้ของจีพีเอสดังกล่าวสัญญาณได้ทำการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์มากที่สุด มันจนถึงกลางปี 1990 เมื่อความถูกต้องของ GPS สำหรับการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์ลดลงเพียงไม่กี่เมตร [1] การพัฒนาต้นทุน efficientและแสง gyroscopes การวัดตำแหน่งและการวางแนวหลักผู้ที่เกี่ยวข้อง⁎ที่อยู่อีเมล์: [e-mail] (J. Teizer)0926-5805 / $ – ดูเรื่องหน้า เผยแพร่ โดย Elsevier b.vhttp://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.01.004เนื้อหารายการ ScienceDirectระบบอัตโนมัติในการก่อสร้างหน้าแรกของสมุดรายวัน: www.elsevier.com/locate/autconเผยแพร่ โดย Elsevier b.vโทรศัพท์สมาร์ทเปิดโมเดลงานอดิเรกในการปรับปรุงเครื่องบินของพวกเขาหรือเฮลิคอปเตอร์รุ่น uav ในที่สุดงาน นี่คือเหตุผลทำไมส่วนใหญ่พัฒนา uav ในที่สุดได้รับประสบการณ์ของพวกเขา firstเครื่องบินรุ่นนี้ที่มาของ GPS ที่แม่นยำและไจโรสโคปเทคโนโลยีประสิทธิภาพการทำงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของข้อมูลของ อดทน และ flexibility สำหรับหลากหลาย และใช้ความน่าเชื่อถือของระบบ uav ในที่สุด significantly ปรับปรุง ล่าสุดน้ำหนักเบารูปดิจิตอลหรือกล้องวิดีโอแปลงอิสระระบบ uav ในที่สุดกับแพลตฟอร์มเซนเซอร์สูงเคลื่อน อย่างไรก็ตาม บางโปรแกรมประยุกต์ในวิศวกรรมโยธามียังได้เต็มอุดมแม้ว่าพวกเขาสัญญาว่า จะให้ทุน - และงาน-efficient วิธีการทั่วไปแนวทางการ ตัวอย่าง การอาศัยใช้งานสำรวจส่วนใหญ่บน GPS labor-intensive หุ่นยนต์รวมสถานี (อาร์ทีเอส), เลเซอร์สแกนและ tachymetry นอกจากนี้ มีอากาศ หรืออวกาศเชื่อว่าเทคโนโลยีมี แต่พวกเขาเลือกขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศและขนาดของการพื้นที่ที่ต้องสำรวจ พวกเขาจะถูกจำกัดในช่วง เร่งรัดแรงมากและค่าใช้ จ่าย มีข้อผิดพลาดในการวัดอาจสูง และเวลาใช้การUAVs เสนอการแก้ไขความกังวลเหล่านี้อาจเกิดขึ้น เมื่อเทคโนโลยี uav ในที่สุดพิสูจน์ให้ถูกต้อง และเชื่อถือได้ อาจช่วย หรือแทน specificส่วนในงานสำรวจ แม้ว่าจะมีนักวิจัยหลายก่อนหน้านี้ นำเทคโนโลยี uav ในที่สุดเพื่องานวิศวกรรมโยธา[2], ประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแวดล้อมก่อสร้างยังไม่ได้เป็น scientificallyสำรวจ และประเมิน2 S. Siebert, J. Teizer / ระบบอัตโนมัติในการก่อสร้าง 41 (2014) 1-14ช่วงไปสำรวจงานเทคโนโลยี uav ในที่สุดจะได้การแสดงใน Fig. 1 performis ทั่วโลกใช้ UAVs จะถูกกำหนดโดยการ specific ชาติกลางจัดการ สำหรับเหตุผลด้านความปลอดภัยและความปลอดภัยใช้ uav ในที่สุดในเชิงพาณิชย์ถูกจำกัดโดยทั่วไปจะ flights ในบรรทัด ofsight(LOS) ของตัวดำเนินการ โดยปกติตัวดำเนินการอ้างอิงเป็นร่อง มันให้แน่ใจว่า นักบินได้ควบคุมถาวรและโต้ตอบในกรณีที่เหตุการณ์ที่ไม่คาดคิด เช่น aircraft(s) อื่น ๆ มีใกล้เคียง หรือเกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่อาจinfluence flight uav ในที่สุดของเงื่อนไข เช่นลมพารามิเตอร์2. ล่าสุดวิจัย uav ในที่สุดภายในงานวิศวกรรมโยธาในปีที่ผ่านมา นักวิจัยมีการสนใจเพิ่มขึ้นใช้ระบบ uav ในที่สุดทหารไม่ประสงค์หลากหลาย พวกเขาจะใช้ในป่า และเกษตรกรรม [3, 4] รักษาความปลอดภัยที่เขตปกครองตนเอง[5,6], จัดการสถานการณ์ฉุกเฉินและภัยพิบัติ [7] เฝ้าระวัง trafficและการจัดการ [8-10], photogrammetry สำหรับสร้างโมเดล 3D [2,11,12],รีโมทไร้สายการตรวจสอบระบบ [13], และโดเมนเพิ่มเติมมากมายนี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากไลเซอร์ขนาด ความรวดเร็ว แคล่วสูงและความปลอดภัยของระบบ uav ในที่สุดสำหรับการรวบรวมภาพ UAVs ได้แล้วเชื่อถือได้แทนที่ดาวเทียมและยานพาหนะ mannedนอกจากนี้ พวกเขาได้เอาชนะข้อเสียของ flexibility ต่ำ และต้นทุนที่สูงของภาพถ่ายทางอากาศวันที่ วิจัยมากมีการดำเนินการใน photogramme uav ในที่สุด-ลอง [2,11,12,14-16] สำหรับการแม็ป และสร้างโมเดล 3 มิติ ตัวอย่างHudzietz และ Saripalli [14] ได้สำเร็จงานโครงสร้างจากเทคนิคการเคลื่อนไหว (SfM) สำหรับฟื้นฟูของภาพถ่ายทางอากาศจากภูมิประเทศ ถ่ายภาพทางอากาศสุดแปลง 3Dแบบจำลองภูมิประเทศ พวกเขาพบว่า uav ในที่สุดการใช้เป็นรวบรวมรูปภาพมีภูมิประเทศขนาดใหญ่มาก costeffectively การสร้างโมเดลefficiently และถูกต้อง อย่างไรก็ตาม พบน้อยในวรรณคดีเน้นประยุกต์ใช้ uav ในที่สุดระบบใช้งานวิศวกรรมโยธา Hudzietz และ Saripalli [14], forexampleรายงานผลเฉพาะ บนภาคพื้นทดสอบจากระยะทางที่ไม่รู้จักซึ่งทำให้การประเมินผลการประเมินข้อผิดพลาดในการทดลองจริง fielddifficultJizhou et al. [17] การออกแบบ และดำเนินการขั้นตอนวิธีการสำหรับฟื้นฟู 3Dอาคารซิตี้จากหลายภาพใช้ uav ในที่สุดเดียวUav ในที่สุดที่มีความสามารถในการได้รับข้อมูลเรขาคณิตและพื้นผิวภาพ fromUAV เมื่อเร็ว ๆ นี้ uav ในที่สุดมีการสามารถในการจับภาพอาคารดอกเบี้ย frommultiple มุมมอง ซึ่งผลในรูปแบบ 3 มิติของอาคาร [18] การทดลองนี้โดยเฉพาะทำ โดย octocopter 8 เหยี่ยวจากเทคโนโลยีจากน้อยไปมากพร้อมกล้องความละเอียดสูงผู้บริโภคเป็นข้อมูลการเซนเซอร์ ฟื้นฟู 3D final offline ที่คำนวณได้ พวกเขาแสดงให้เห็นว่า ความถูกต้องของแบบจำลองได้รับถูกเปรียบเทียบกับผลของการตรวจ ด้วยการตรวจหาไฟและ Ranging (LiDAR)ระหว่างกลุ่มอ้างอิง uav ในที่สุดที่มีอยู่ การอ้างอิงนี้ไม่อธิบายวิธีการ (ภาคพื้น หรือ LiDAR) และข้อผิดพลาดในค่ารายละเอียดMetni และ Hamel [19]ตรวจสอบการใช้งานของระบบ uav ในที่สุดtเขาตรวจสอบและบำรุงรักษาสะพานและโครงสร้าง และนำเสนอกฎหมายควบคุมนวนิยายของ uav ในที่สุดภายใต้ข้อจำกัดบางอย่างการปฏิบัติที่ตั้งอยู่บนคอมพิวเตอร์วิทัศน์ ปัญหาอยู่ Rathinam et al. [20]เขตปกครองตนเอง uav ในที่สุดการตรวจสอบโครงสร้างเชิงเส้นเช่นท่อ ถนน สะพาน คลอง และพลังงานสร้างกริด Closedloop การอัลกอริทึมควบคุมได้รับการพัฒนาสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างเชิงเส้นในท้องถิ่นโดยใช้เทคนิคการรู้จำภาพในแบบเรียลไทม์เพิ่มเติม อาจใช้ uav ในที่สุดแชมพูธรณีวิทยาประเมินอันตรายของท่อก๊าซและน้ำมัน [21] จางและ Elaksher[22] นำเสนอใช้ uav ในที่สุดถ่ายภาพระบบสำหรับการประเมิน 3 มิติแอของพื้นผิวถนนชนบท สำหรับวัตถุประสงค์นี้ ระบบประกอบด้วยเฮลิคอปเตอร์ราคาไม่แพงพร้อมกล้องสำหรับ unpaved roadข้อมูลซื้อ เครื่องรับ system(GPS) วางตำแหน่งโลกและ iner-มีใช้ระบบนำทาง tial (อิน) สำหรับนำทางเฮลิคอปเตอร์อัลกอริทึมของการประมวลผลภาพเสนอผลิต 3D สมบูรณ์รูปแบบของแอของผิวที่วัดแอของการเปิดใช้งานกึกกักและขรุขระใน 3D ใช้เกล็ดถี่ล่าสุดมีระบบ uav ในที่สุดเป็นเครื่องมือตรวจสอบความปลอดภัยบนไซต์ก่อสร้างการนำเสนอ ด้วย [23] พวกเขาแนะนำการจ้างงานของมีราคาไม่แพงquadcopter พร้อมกล้อง Uav ในที่สุดการนำเสนอควรให้ผู้จัดการด้านความปลอดภัยถึงวิดีโอ หรือยังคงรูปแบบเรียลไทม์ของการก่อการ น่าสนใจ ผู้ออกแบบระบบการควบคุมมีระบบอินเทอร์เฟสขนาดใหญ่ง่ายต่อการใช้การใช้ iPadและเป็นผล ผู้จัดการด้านความปลอดภัยสามารถโต้ตอบกับผู้ปฏิบัติงานที่ง่ายการทดลองแล้วพบว่า ระบบ uav ในที่สุดสามารถมีศักยภาพbenefits ผู้จัดการด้านความปลอดภัยบนไซต์ก่อสร้าง อย่างไรก็ตามวิธีการแนวคิดของพวกเขาไม่ได้ถูกตรวจสอบใน field3. Definition และชนิดของระบบ uav ในที่สุดระบบ uav ในที่สุดในวันนี้ และมีการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์UAVs จำนวนมากอยู่บนเฮลิคอปเตอร์หรือเครื่องบินจำลองที่มีอยู่ ข้อยกเว้นมี drones ทหารที่ค่อนข้างแพง การสร้างงานจึง เสนอทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับผู้ใช้หลายคนในโดเมนโปรแกรมประยุกต์แพ่ง รวมทั้งวิศวกรรมก่อสร้าง และFig. 1 พื้นที่การใช้ uav ในที่สุดศักยภาพในงานสำรวจModified และหลัง [2]การจัดการ หลายของระบบ uav ในที่สุดแอพลิเคชันที่ find ในการโยธาโดเมนแล้วมีต้นทุน และเวลาการแข่งขันแทนแบบเดิมใช้งานสำรวจ ราคาซื้อ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
อัตโนมัติในการก่อสร้าง 41 (2014) 1-14
หมดกำลังใจยานพาหนะทางอากาศ (UAV) ระบบเป็นแพลตฟอร์มการเก็บข้อมูลและเป็นเครื่องมือวัดที่จะ
กลายเป็นที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานการสำรวจจำนวนมากในงานวิศวกรรมโยธา ผลการดำเนินงานของพวกเขา แต่ไม่ได้เป็น
ที่เข้าใจกันดีสำหรับงานเหล่านี้โดยเฉพาะ ขอบเขตของงานที่นำเสนอคือการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของ
ระบบ UAV ที่ถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วและตนเองได้รับโทรศัพท์มือถือสามมิติ (3D) ข้อมูลแผนที่.
รายละเอียดส่วนประกอบของระบบ UAV (ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควบคุม) มีการอธิบาย โปรแกรมนวนิยาย
สำหรับการวางแผน ight ชั้น photogrammetric และการดำเนินการของการผลิตของเมฆจุด 3 มิติจากมือถือดิจิตอล
ภาพจะมีการอธิบาย รูปแบบการประเมินประสิทธิภาพการทำงานสำหรับข้อผิดพลาดตำแหน่งที่ได้รับการพัฒนาและทดสอบในหลาย
สภาพแวดล้อมการก่อสร้างจริง ผลการทดสอบจะนำเสนอที่เกี่ยวข้องกับการขุดค้นที่มีขนาดใหญ่และแผ่นดิน
ย้ายสถานที่ก่อสร้าง ประสบการณ์กับการพัฒนาระบบ UAV เป็นประโยชน์กับนักวิจัยหรือ
ผู้ปฏิบัติงานในความจำเป็นในการประสบความสำเร็จในการปรับตัว UAV เทคโนโลยีสำหรับการใช้งานของพวกเขา (s).
จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ หมดกำลังใจยานพาหนะทางอากาศ (UAV) หมดกำลังใจอากาศ
ระบบ (UAS) ขับรถระยะไกล (RPV) หรือที่รู้จักกันมักจะ
เป็นริชาร์ตส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาและใช้สำหรับการใช้งานทางทหาร.
ระบบเหล่านี้จะเครื่องบินระยะไกลที่มีการควบคุมหรือเฮลิคอปเตอร์ พวกเขา
มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ความแม่นยำเช่นการเคลื่อนไหวเฉื่อย
หน่วย (IMU) และลูกข่าง, การตระหนักถึงการจัดตำแหน่งและตำแหน่ง
ของเครื่องบิน ไมโครคอมพิวเตอร์ทำให้การนำทางของตนเอง
โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมมากคู่มือของนักบินที่เป็นไปได้ เนื่องจากค่าใช้จ่าย
และขนาดของเซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้ที่ไม่ใช่ทหารและโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีขนาดเล็ก
ระบบ UAV ยังไม่ได้รับความเป็นไปได้สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์จำนวนมาก.
ด้วยความพร้อมล่าสุดของความถูกต้องสูงและต้นทุนต่ำจาก Global Positioning
Systems (GPS), ความเป็นไปได้เปิด ขึ้นเพื่อรักษา UAV
ตำแหน่งของระบบในระบบการอ้างอิงทั่วโลกเกือบทุกที่ใน
โลกและในเวลาจริง อย่างไรก็ตามความพร้อมเลือกของจีพีเอสดังกล่าว
ได้ส่งสัญญาณป้องกันการใช้งานเชิงพาณิชย์มากที่สุด มันจนกระทั่ง
ช่วงปี 1990- เมื่อความถูกต้องของจีพีเอสสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์
ลดลงไปเพียงไม่กี่เมตร [1] การพัฒนาของค่าใช้จ่ายที่เพียงพอ EF ไฟ
และลูกข่างไฟในการวัดการจัดตำแหน่งและการวางแนวหลัก
⁎ผู้รับผิดชอบ.
E-mail address: [e-mail] (เจ Teizer).
0926-5805 / $ - เห็นว่าด้านหน้า จัดทำโดย Elsevier BV
http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.01.004
รายการเนื้อหาที่มีอยู่ใน ScienceDirect
อัตโนมัติในการก่อสร้าง
ที่หน้าแรกของวารสาร: www.elsevier.com/locate/autcon
เผยแพร่โดย Elsevier BV
สำหรับโทรศัพท์สมาร์ท เปิดใช้งานโมเดลงานอดิเรกมากมายที่จะปรับปรุงเครื่องบินของพวกเขา
หรือรุ่นเฮลิคอปเตอร์เพื่อ UAV การทำงานอย่างเต็มที่ และนี่ก็เป็นเหตุผลที่
ว่าทำไมส่วนใหญ่ของนักพัฒนา UAV ได้รับประสบการณ์แรกสายของพวกเขาด้วย
เครื่องบินรุ่น.
กับการมาถึงของจีพีเอสที่แม่นยำและเทคโนโลยีหมุนประสิทธิภาพ,
โดยเฉพาะอย่างยิ่งอัตราความอดทนและความยืดหยุ่นสำหรับความหลากหลายและ
แอพลิเคชันที่เชื่อถือได้ของระบบ UAV, อย่างมีนัยสำคัญสายที่ดีขึ้น . เมื่อเร็ว ๆ นี้
มีน้ำหนักเบารูปดิจิตอลหรือกล้องวิดีโอแปลงอิสระ
ระบบ UAV ไปยังแพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือสูงเซ็นเซอร์ แต่ไม่กี่
ประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมโยธายังได้รับการสำรวจอย่างเต็มที่ถึงแม้ว่า
พวกเขาสัญญาว่าจะให้ค่าใช้จ่ายมากขึ้นและงาน EF วิธีเพียงพอที่จะสายธรรมดา
วิธี ตัวอย่างเช่นโปรแกรมการสำรวจจะอาศัย
ส่วนใหญ่ในจีพีเอสที่ใช้แรงงานเข้มข้น, ตู้รวมสถานี (RTS) สแกนเลเซอร์
และ tachymetry นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีอากาศหรือพื้นที่ที่มีเชื้อ
มี แต่เลือกของพวกเขาขึ้นอยู่กับภูมิประเทศและขนาดของ
พื้นที่ที่จะต้องสำรวจ พวกเขาจะถูก จำกัด อยู่ในช่วงแรงงานเข้มข้นมาก
และค่าใช้จ่ายมีข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นวัดสูงและมีระยะเวลา
นานในการดำเนินการ.
UAVs นำเสนอวิธีการแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากความกังวลเหล่านี้ เมื่อเทคโนโลยี UAV
พิสูจน์ให้มีความถูกต้องและเชื่อถือได้มันอาจจะช่วยหรือเปลี่ยนสาย speci ค
ส่วนในการสำรวจการใช้งาน แม้ว่านักวิจัยหลายคนได้
แนะนำก่อนหน้านี้เทคโนโลยี UAV เพื่อการใช้งานวิศวกรรมโยธา
[2], ประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแวดล้อมที่การก่อสร้างยังไม่ได้เป็นทางวิทยาศาสตร์เองโดย
การสำรวจและประเมินผล.
2 เอสเบิร์ท, เจ Teizer / Automation ในการก่อสร้าง 41 (2014) 1-14
ช่วงที่มีศักยภาพของงานสำรวจที่เทคโนโลยี UAV สามารถ
ที่จะ performis แสดงในรูป 1. ใช้งานทั่วโลกของยูเอวีจะถูกควบคุมโดย
สาย speci คการบริหารของรัฐบาลกลางแห่งชาติ ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยและการรักษาความปลอดภัย
การใช้งานในเชิงพาณิชย์ UAV ถูก จำกัด โดยทั่วไปชั้น ights ภายในบรรทัด ofsight
(LOS) ของผู้ประกอบการ โดยปกติผู้ประกอบการที่จะเรียก pilot.It
เพื่อให้แน่ใจว่านักบินมีการควบคุมอย่างถาวรและการทำงานร่วมกันในกรณีของ
เหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดเช่นเครื่องบินลำอื่น (s) การดำเนินงานใกล้เคียงหรือ
การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นได้ของสภาพแวดล้อมที่อาจ
อิทธิพลชั้น UAV ของ ight เงื่อนไขดังกล่าวเป็นพารามิเตอร์ลม.
2 การวิจัยล่าสุด UAV ภายในโปรแกรมประยุกต์วิศวกรรมโยธา
ในปีที่ผ่านมานักวิจัยได้รับการแสดงความสนใจที่เพิ่มขึ้นใน
การใช้ระบบ UAV เพื่อวัตถุประสงค์ไม่ใช่ทหารที่มีความหลากหลาย พวกเขาจะ
ใช้ในการป่าไม้และการใช้งานการเกษตร [3,4], การเฝ้าระวังตนเอง
[5,6] ฉุกเฉินและการจัดการภัยพิบัติ [7] จราจรคการเฝ้าระวัง
และการจัดการ [8-10] ถ่ายภาพสำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ [2,11,12 ],
การตรวจวัดระยะไกลระบบการตรวจสอบ [13] และโดเมนอื่น ๆ อีกมากมาย.
นี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการ lowcost ความเร็วที่รวดเร็วและคล่องแคล่วสูง
และความปลอดภัยสูงของระบบ UAV สำหรับการเก็บรวบรวมภาพ UAVs มี
อยู่แล้วเปลี่ยนความน่าเชื่อถือมากกว่าดาวเทียมและยานพาหนะบรรจุ.
นอกจากนี้พวกเขาได้เอาชนะข้อเสียของความยืดหยุ่นต่ำและ
ค่าใช้จ่ายสูงของภาพถ่ายทางอากาศ.
ในวันที่วิจัยเป็นจำนวนมากได้รับการดำเนินการใน UAV photogramme-
พยายาม [2,11,12,14 -16] สำหรับการทำแผนที่ 3 มิติและการสร้างแบบจำลอง ตัวอย่างเช่น
Hudzietz และ Saripalli [14] มีโครงสร้างการจ้างงานที่ประสบความสำเร็จจาก
การเคลื่อนไหว (SFM) เทคนิคในการฟื้นฟูของภาพถ่ายทางอากาศจาก
ภูมิทัศน์ ถ่ายภาพทางอากาศที่ถูกดัดแปลงในท้ายที่สุดเป็น 3D
แบบของภูมิประเทศ พวกเขาแสดงให้เห็นว่า UAV ใช้เป็นเวที
สำหรับการเก็บรวบรวมภาพที่มีการสร้างแบบจำลองขนาดใหญ่มากภูมิประเทศ costeffectively,
ไฟ EF ciently และถูกต้อง อย่างไรก็ตามการวิจัยเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่พบ
ในวรรณคดีมุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ระบบ UAV ที่ใช้ใน
งานวิศวกรรมโยธา Hudzietz และ Saripalli [14] ตามตัวอย่าง
รายงานผลเพียงในการทดสอบภาคพื้นดินจากระยะทางที่ไม่รู้จัก
ซึ่งจะทำให้การประเมินผลของข้อผิดพลาดการวัดในการทดลองภาคสนามที่เกิดขึ้นจริง
แตกลัทธิไฟ.
Jizhou et al, [17] ออกแบบและดำเนินการขั้นตอนวิธีการฟื้นฟู 3D
ของอาคารเมืองจากภาพหลายภาพโดยใช้ UAV เดียว.
UAV มีความสามารถที่จะได้รับทั้งรูปทรงเรขาคณิตและข้อมูลพื้นผิว
fromUAV ภาพ เมื่อเร็ว ๆ นี้ UAV ได้รับการใช้ประโยชน์สำหรับการจับภาพ
ของอาคารที่น่าสนใจมุมมองที่แตกต่างกัน frommultiple ซึ่ง
ส่งผลให้ในรูปแบบ 3 มิติของอาคาร [18] โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลองนี้
ทำโดยเหยี่ยว 8 จากน้อยไปมาก octocopter เทคโนโลยี
อุปกรณ์ที่มีความละเอียดสูงกล้องของผู้บริโภคเป็นข้อมูลที่ได้มา
เซ็นเซอร์ สายการฟื้นฟู 3D NAL คำนวณของชั้นครับ พวกเขา
แสดงให้เห็นว่ามีความถูกต้องของรูปแบบที่ได้รับเมื่อเปรียบเทียบกับ
ผลการตรวจวัดที่มีการตรวจจับแสงและตั้งแต่ (LiDAR).
ในบรรดาหลายอ้างอิง UAV ที่มีอยู่ในเอกสารอ้างอิงนี้ล้มเหลวในการ
อธิบายวิธีการ (บกหรือ LiDAR) และอัตราการผิดพลาดในการ มากขึ้น
รายละเอียด.
Metni และ Hamel [19]
การตรวจสอบการใช้งานของระบบ UAV สำหรับ
เสื้อ
ที่เขา
ตรวจสอบและบำรุงรักษาสะพานและโครงสร้างและนำเสนอ
กฎหมายควบคุมนวนิยาย UAV ภายใต้ข้อ จำกัด บางอย่างในทางปฏิบัติซึ่ง
จะขึ้นอยู่กับวิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์ ธินาม et al, [20] ที่ปัญหา
ของตนเองตรวจสอบ UAV ตามโครงสร้างเชิงเส้นเช่น
ท่อถนนสะพานคลองและระบบกริดการผลิตกระแสไฟฟ้า closedloop
ขั้นตอนวิธีการควบคุมได้รับการพัฒนาสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างเชิงเส้น
ในประเทศโดยใช้เทคนิคการรับรู้ภาพในเวลาจริง.
การใช้งานที่อาจเกิดขึ้นต่อไปของการสำรวจระยะไกล UAV มีแร่
ประเมินอันตรายของก๊าซและท่อน้ำมัน [21] วอชิงตันโพสต์และ Elaksher
[22] นำเสนอระบบการถ่ายภาพ UAV ที่ใช้สำหรับการประเมินผล 3 มิติของ
พื้นผิวถนนชนบทหงุดหงิด เพื่อจุดประสงค์นี้เป็นระบบที่ประกอบด้วย
เฮลิคอปเตอร์ราคาไม่แพงอุปกรณ์ที่มีกล้องสำหรับถนนลาด
เก็บข้อมูล Global Positioning System (GPS) รับและ iner-
ระบบนำทาง TIAL (INS) สำหรับการนำเฮลิคอปเตอร์ถูกนำมาใช้.
การประมวลผลภาพที่นำเสนอของพวกเขา ขั้นตอนวิธีการผลิตที่สมบูรณ์แบบ 3 มิติ
รูปแบบของพื้นผิวที่ยากลำบากที่ใช้วัดความยากลำบาก
เช่นหลุมบ่อและร่องในแบบ 3 มิติ เมื่อเร็ว ๆ นี้การใช้งานของระบบการ
ระบบ UAV เป็นเครื่องมือในการตรวจสอบความปลอดภัยในสถานที่ก่อสร้างได้
รับการเสนอโดย [23] พวกเขาบอกการจ้างงานของราคาไม่แพง
Quadcopter พร้อมกับกล้อง UAV ควรเสนอ
ให้ผู้จัดการด้านความปลอดภัยที่มีการเข้าถึงเรียลไทม์ไปยังวิดีโอหรือภาพนิ่ง
ของสถานที่ก่อสร้าง ที่สำคัญพวกเขาได้รับการออกแบบระบบมีการควบคุม
ที่ง่ายต่อการใช้งานระบบอินเตอร์เฟซขนาดใหญ่โดยใช้ iPad,
และเป็นผลให้ผู้จัดการด้านความปลอดภัยสามารถโต้ตอบกับคนงานที่ง่าย.
การทดลองแก้ปัญหาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าระบบ UAV จะมีศักยภาพใน
สายประโยชน์ทีเอส ผู้จัดการด้านความปลอดภัยในสถานที่ก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม
วิธีการแนวความคิดของพวกเขาไม่ได้รับการตรวจสอบในภาคสนาม.
3 De ไฟ nition และประเภทของระบบ UAV
ระบบ UAV หลายคนมีอยู่ในปัจจุบันและมีการใช้งานในเชิงพาณิชย์.
UAVs หลายคนที่สร้างขึ้นบนเครื่องบินแบบที่มีอยู่หรือเฮลิคอปเตอร์ ยกเว้น
เป็นเจ้าหน้าที่ทหารที่มีราคาแพงมากในการสร้างและใช้งาน
จึงไม่ได้นำเสนอทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับผู้ใช้จำนวนมากใน
โดเมนการประยุกต์ใช้ทางแพ่งรวมทั้งด้านวิศวกรรมการก่อสร้างและ
รูป 1. ศักยภาพพื้นที่ใช้ UAV ในการสำรวจงาน.
Modi เอ็ด fi และปรับปรุงหลังจาก [2].
การจัดการ หลายของระบบ UAV ว่าโปรแกรมไฟครั้งในทางแพ่ง
ข้อเสนอที่คุ้มค่าโดเมนอยู่แล้วและทางเลือกเวลาการแข่งขันให้กับการชุมนุม
การใช้งานการสำรวจ ราคาซื้อ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
ระบบอัตโนมัติในการก่อสร้าง 41 ( 2014 ) 1 – 14
อากาศยานไร้คนขับ ( UAV ) ระบบเป็นข้อมูลแพลตฟอร์มและเป็นเครื่องมือวัดจะกลายเป็นที่น่าสนใจสำหรับการสำรวจการใช้งาน
หลายสาขาวิศวกรรมโยธา ประสิทธิภาพของพวกเขา , อย่างไรก็ตาม , ไม่ได้
เข้าใจได้ดีสำหรับงานนี้โดยเฉพาะ ขอบเขตของงานนำเสนอ การประเมินผลการปฏิบัติงานของ
อากาศยานระบบที่ถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วและอัตโนมัติได้รับมือถือสามมิติ ( 3D ) ข้อมูลแผนที่
รายละเอียดส่วนประกอบของระบบ UAV ( ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์การควบคุม ) จะอธิบาย เป็นโปรแกรมใหม่สำหรับ photogrammetric
fl ight วางแผนและดำเนินการสำหรับรุ่นของ 3D จุดเมฆจากภาพมือถือ
ดิจิตอลอธิบายรูปแบบการปฏิบัติการตำแหน่งข้อผิดพลาดถูกพัฒนาและทดสอบหลาย
มีเหตุผลสร้างสภาพแวดล้อม ผลการทดสอบจะแสดงเป็นพวกเขาที่เกี่ยวข้องกับการขุดเจาะขนาดใหญ่และดิน
ย้ายเว็บไซต์ก่อสร้าง ประสบการณ์กับการพัฒนา UAV ระบบเป็นประโยชน์ต่อนักวิจัย หรือผู้ต้องการ
ความปรับ UAV เทคโนโลยี ใบสมัครของพวกเขา ( s )
จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ , ยานพาหนะไร้คนขับ ( UAV ) , ระบบอากาศ
คนขับ ( UAS ) ระยะไกลขับยานพาหนะ ( rpv ) , หรือมักรู้จัก
เป็นหุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาเป็นส่วนใหญ่ และใช้เพื่อการทหาร .
ระบบเหล่านี้จะถูกควบคุมจากระยะไกลเครื่องบินหรือเฮลิคอปเตอร์ พวกเขา
พร้อมเซ็นเซอร์ที่แม่นยำตัวอย่างเช่นหน่วยการเคลื่อนไหว
เฉื่อย ( imu gyroscopes ) ,