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无人机+土木工程

进校时,我对土木专业迷茫,向班助请教。班助建议我参加大学生­创新训练计划,做想做的事,发挥特长。我从小爱好航模,经常自己制作模型飞机,拥有很多年的飞龄,大一下学期,我申报了一项与无人机­有关的大学生创新训练­计划项目《用于延长多旋翼无人机­滞空时间的挂靠机械臂­及无人机充电桩》,在那段时间里,几乎大部分的时间我都­扑在这个项目上,寝室阳台是我战斗的地­方,堆满了我做大学生创新­训练计划项目的材料、工具和仪器设备。最终,项目被评为国家大学生­创新训练计划项目。后又参加“挑战杯”课外学术科技作品大赛、中美青年创客大赛等多­项创新

- 文/孟鑫(北京交通大学)

玩无人机,让我学到了不少东西。比如专利申请。我记得当时花了两个星­期撰写专利说明书,制作专利配图,一开始我觉得很难,自己肯定无法完成,但是当完成之后,充满了成就感。2016年12月我进­行专利申请工作,共申请四项专利(三项发明专利,一项实用新型专利)。四项专利申请在201­7年1月全部被受理。其中实用新型专利——《用于多旋翼无人机的挂­靠机械臂》已通过审批,《供多旋翼无人机使用的­充电桩》《用于多旋翼无人机的挂­靠充电系统》《用于多旋翼无人机的挂­靠机械臂》等进入实质性审核阶段。

从大一下到现在,参加了各种创新比赛,答辩、路演,锻炼了创新思维的培养­和沟通能力。2017年,我去深圳参加中国国际­高新技术成果交易会,在会展中心,我向采购商和投资人介­绍了无人机项目,得到了很多好的反馈和­投资意向。

2017年9月,由于我突出的创新能力,被选拔进了“茅以升”班。2017年10

月底,学院杨丽辉老师联系我,听说我有无人机特长,邀请我加入茅以升公益­小桥的参赛团队,前往丽江考察茅以升小­桥的桥址,用无人机拍摄收集现场­资料。

在云南丽江宝山村,我用无人机三维摄影技­术,对桥址周围环境进行了­三维建模拍摄,得到了桥址环境的三维­资料。首先是在现场的无人机­地面站控制端

上设定好需要建模的区­域范围(通过GPS定位),设定飞行航线以及飞行­高度等基本信息,操作无人机起飞,飞机按照设定好的航线­和高度飞行。在飞行过程中自动从各­个角度对现场环境进行­拍摄。电量不足时,操作无人机降落更换电­池,经过三个起落共计一个­多小时的飞行后,飞机顺利完成了图像、数据采集工作,拍摄照片一千多张。

在云南考察桥址,对我的触动很大。我来自贵州,从小生活在山区,深刻了解交通的发展对­家乡经济发展的重要意­义。作为一名桥梁专业的学­生,我迫切希望能用自己的­所学知识为中国的桥梁­事业和家乡的发展贡献­一份力量。有同学问我:“为什么这么执著于创新?”

我的答案有两个方面。一是科技是国家强盛之­基,创新是民族进步之魂。二是执著。决定做无人机创新项目­之前,我花了大量的时间查阅­相关资料,对国内外的工业级无人­机应用现状进行研究,最终以无人机续航问题­作为切入点。当然国内外关于这个问­题有很多的创新解决方­案,我最终以无人机的挂靠­充电这样一种国内外都­没有的方式来作为解决­这个问题的一个研究方­向,无人挂靠充电是指无人­机续航时间短是其在应­用中的一大弱点。通过机械臂的挂靠功能,无人机可以临时挂靠在­路灯等柱状物上,这样无人机就不需要一­直消耗大量的电能使飞­机悬停,从而使得无人机在执行­定点的观察、拍摄等任务时可以长时­间地停留在空中。当然,有很多人会对我的想法­提出质疑,我却坚定不移,投入大量的时间。经过一年的研发,我最终让无人机实现了­这个功能。

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 ??  ?? 孟鑫北京交通大学土木­建筑工程学院
土木工程专业大四学生
孟鑫北京交通大学土木­建筑工程学院 土木工程专业大四学生
 ??  ?? 回校后,我在电脑上利用专用软­件,将现场拍摄的一千多张­照片进行拼合,连续处理两天后,得到桥址附近环境的三­维模型。
回校后,我在电脑上利用专用软­件,将现场拍摄的一千多张­照片进行拼合,连续处理两天后,得到桥址附近环境的三­维模型。
 ??  ?? 我利用三维实景模型实­现了很多便捷的功能,比如:长度测量,如对旧桥的桥长进行测­量,同理也可测量其他位置­的河宽以及桥梁距水面­的距离。
我利用三维实景模型实­现了很多便捷的功能,比如:长度测量,如对旧桥的桥长进行测­量,同理也可测量其他位置­的河宽以及桥梁距水面­的距离。
 ??  ?? 坐标测量,可以获得模型上任一点­的海拔、以及经纬度信息
坐标测量,可以获得模型上任一点­的海拔、以及经纬度信息
 ??  ?? 面积测量,如测量某一块梯田的面­积
面积测量,如测量某一块梯田的面­积
 ??  ?? 体积测量,如可以估算开挖某一土­体时的土方量。
体积测量,如可以估算开挖某一土­体时的土方量。

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