【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及建筑施工，尤其涉及一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代建筑施工管理中，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)并確保項(xiàng)目按照預(yù)定的建筑信息模型(bim)進(jìn)行是至關(guān)重要的，傳統(tǒng)方法通常依賴人工現(xiàn)場(chǎng)檢查和定期的數(shù)據(jù)更新，這些方法在處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、快速響應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)變化方面存在顯著的局限性，隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)被引入作為一種有效的數(shù)據(jù)收集工具，通過(guò)空中拍攝提供實(shí)時(shí)視圖和數(shù)據(jù)，但其與bim模型的數(shù)據(jù)整合仍面臨挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的技術(shù)未能充分實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)與bim模型的動(dòng)態(tài)同步，尤其是在數(shù)據(jù)處理速度和精確性方面仍有待提高。
2、為了解決這些問(wèn)題，本專利技術(shù)提出了一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)采集的數(shù)據(jù)與bim模型的實(shí)時(shí)更新和同步存在延遲，且數(shù)據(jù)處理效率低下，這導(dǎo)致施工管理決策不能基于最新的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行，此外，傳統(tǒng)方法在處理和分析由無(wú)人機(jī)采集的大量數(shù)據(jù)時(shí)面臨技術(shù)障礙，如何有效地融合和利用這些數(shù)據(jù)，以及如何確保施工進(jìn)度與bim模型的一致性，是現(xiàn)有技術(shù)亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于上述目的，本專利技術(shù)提供了一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法。
2、一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，包括以下步驟：
3、s1：在施工現(xiàn)場(chǎng)部署無(wú)人機(jī)，所述無(wú)人機(jī)通過(guò)內(nèi)置的傳感器陣列和算法實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，自主規(guī)劃飛行路徑，以避開(kāi)施工現(xiàn)場(chǎng)中的障礙物；
4、s2：無(wú)人機(jī)在預(yù)設(shè)路徑上飛行時(shí)，利用傳感器和
5、s3：采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)人機(jī)內(nèi)置的邊緣計(jì)算單元進(jìn)行初步處理和壓縮，并通過(guò)無(wú)線通信的方式實(shí)時(shí)傳輸至施工監(jiān)控中心的服務(wù)器；
6、s4：施工監(jiān)控中心的服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)同步算法將無(wú)人機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與預(yù)先導(dǎo)入的bim模型進(jìn)行自動(dòng)匹配，將施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)實(shí)時(shí)映射到bim模型中，實(shí)現(xiàn)bim模型的實(shí)時(shí)更新；
7、s5：在bim模型更新的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與評(píng)估，若發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度與bim模型預(yù)設(shè)計(jì)劃存在偏差時(shí)，則根據(jù)分析結(jié)果生成調(diào)整建議；
8、s6：根據(jù)調(diào)整建議，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行路徑和數(shù)據(jù)采集計(jì)劃進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并通知現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行即時(shí)修正，讓施工進(jìn)度與bim模型保持一致。
9、可選的，所述s1具體包括：
10、s11：在施工現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)定位置部署地面基站，所述基站配備有定位設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工區(qū)域內(nèi)的氣候、障礙物位置和移動(dòng)路徑；
11、s12：所述無(wú)人機(jī)在起飛前通過(guò)與地面基站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的初步環(huán)境信息和定位數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前的氣候條件、已知障礙物的空間位置，以及施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)；
12、s13：無(wú)人機(jī)啟動(dòng)后，利用內(nèi)置的傳感器陣列進(jìn)行360度全方位掃描，實(shí)時(shí)收集周圍環(huán)境的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，所述傳感器陣列包括激光雷達(dá)、超聲波傳感器和視覺(jué)傳感器；
13、s14：無(wú)人機(jī)基于從傳感器陣列獲取的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)先存儲(chǔ)的施工現(xiàn)場(chǎng)地圖信息，通過(guò)路徑規(guī)劃算法自主計(jì)算最優(yōu)飛行路徑，用于實(shí)時(shí)調(diào)整飛行方向和高度，以避開(kāi)施工現(xiàn)場(chǎng)中的障礙物；
14、s15：在飛行過(guò)程中，無(wú)人機(jī)通過(guò)高頻次的環(huán)境數(shù)據(jù)更新和路徑重新規(guī)劃，具體當(dāng)檢測(cè)到新的障礙物或環(huán)境變化時(shí)，飛行控制算法將即時(shí)更新飛行路徑，用于確保無(wú)人機(jī)能夠避開(kāi)障礙物并完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。
15、可選的，所述s2具體包括：
16、s21：無(wú)人機(jī)在預(yù)設(shè)路徑上飛行時(shí)，通過(guò)搭載的激光雷達(dá)發(fā)射激光脈沖，測(cè)量激光從地面反射回來(lái)的時(shí)間差，并利用時(shí)間差數(shù)據(jù)生成施工現(xiàn)場(chǎng)的高分辨率三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
17、s22：無(wú)人機(jī)同時(shí)利用搭載的多光譜攝像頭，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高分辨率的圖像采集，所采集的圖像數(shù)據(jù)包括紅外波段和可見(jiàn)光波段，并通過(guò)圖像處理算法對(duì)多光譜圖像進(jìn)行分析，獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度分布、濕度狀態(tài)的環(huán)境參數(shù)；
18、s23：結(jié)合激光雷達(dá)生成的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與多光譜攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工材料位置進(jìn)行精確定位，并生成施工材料的三維位置坐標(biāo)。
19、可選的，所述s23具體包括：
20、s231：利用激光雷達(dá)生成的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)k-均值聚類算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割成多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)潛在的施工材料或建筑結(jié)構(gòu)；
21、s232：在聚類分割后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，應(yīng)用三維剛體變換矩陣將激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)齊到多光譜圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系中；
22、s233：利用多光譜圖像中的特征點(diǎn)信息，通過(guò)相似度匹配算法將特征點(diǎn)與對(duì)齊后的激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以確定施工材料的具體位置；
23、s234：將匹配后的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，通過(guò)基于卡爾曼濾波的融合算法對(duì)施工材料的位置進(jìn)行優(yōu)化估計(jì)，并通過(guò)卡爾曼濾波優(yōu)化后的結(jié)果，得到施工材料的精確三維位置坐標(biāo)。
24、可選的，所述s3具體包括：
25、s31：無(wú)人機(jī)在數(shù)據(jù)采集完成后，利用內(nèi)置的邊緣計(jì)算單元對(duì)采集到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，所述初步處理包括數(shù)據(jù)過(guò)濾和降噪；
26、s32：處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)基于離散余弦變換的壓縮算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；
27、s33：對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，具體在傳輸開(kāi)始前，先對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密處理；并將加密后的數(shù)據(jù)包通過(guò)lpwan協(xié)議進(jìn)行傳輸。
28、可選的，所述s4具體包括：
29、s41：施工監(jiān)控中心的服務(wù)器在接收到無(wú)人機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將其按照數(shù)據(jù)類型分類存儲(chǔ)，并與bim模型中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，所述數(shù)據(jù)類型包括三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)；
30、s42：服務(wù)器利用預(yù)先導(dǎo)入的bim模型中的地理坐標(biāo)、材料屬性和施工計(jì)劃信息，基于無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)中的地理坐標(biāo)信息，將其與bim模型中相應(yīng)位置進(jìn)行初步匹配，以確定匹配的初始條件；
31、s43：服務(wù)器通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)同步算法處理無(wú)人機(jī)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)和識(shí)別施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)與bim模型中的預(yù)期狀態(tài)之間的差異，并逐步分析數(shù)據(jù)的時(shí)間戳、空間位置和特征點(diǎn)信息，以自動(dòng)匹配無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)與bim模型的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記出變化或差異的部分；
32、s44：在識(shí)別出差異后，服務(wù)器依據(jù)施工進(jìn)度和實(shí)際的施工狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整bim模型中的幾何結(jié)構(gòu)、施工材料狀態(tài)以及環(huán)境參數(shù)，使其與施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況保持一致。
33、可選的，所述s42具體包括：
34、s421：施工監(jiān)控中心的服務(wù)器在接收到無(wú)人機(jī)傳輸?shù)牡乩碜鴺?biāo)信息后，利用哈希映射算法將無(wú)人機(jī)的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)快速定位到bim模型的相應(yīng)區(qū)域；
35、s422：對(duì)于映射后的初步匹配點(diǎn)，服務(wù)器通過(guò)空間相似性算法對(duì)無(wú)人機(jī)坐標(biāo)和bim模型坐標(biāo)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S1具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S2具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S23具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S3具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S4具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S42具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S43具體包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BIM與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述S5具體包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述s1具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述s2具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述s23具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種bim與無(wú)人機(jī)集成的建筑施工監(jiān)控方法，其特征在于，所述s3具體包括：
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王斯海，李永波，曹偉，劉偉，張麗娜，許明，孟令東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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