【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑工地施工設備的優化領域領域，尤其涉及一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法。
技術介紹
1、在大型建筑工程中，搬梁機扮演著至關重要的角色，主要用于吊裝、運輸和安裝建筑材料，特別是大尺寸的梁體。其高效運作是保障施工進度和工程質量的關鍵因素。然而，傳統的搬梁機軌跡優化面臨諸多挑戰。建筑工地的環境復雜多變，包括空間受限、地形復雜和人流密集等因素，使得軌跡規劃的準確性和靈活性成為一大難題。此外，現有技術在優化搬梁機軌跡時往往效率低下，缺乏實時響應能力，難以適應動態變化的施工環境，這些問題亟待通過創新的技術手段來解決。
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，結合無人機獲取的實時環境數據，創建施工現場的虛擬模型，形成閉環控制系統，實現對搬梁機軌跡的動態優化，不僅能夠提升軌跡規劃的準確性和效率，還能顯著降低因環境復雜性帶來的操作風險，從而提高整個施工過程的安全性和可靠性。
2、本專利技術實施例提供了以下方案：
3、本專利技術實施例提供了一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，所述方法包括：
4、步驟一、收集建筑工地基礎數據；
5、步驟二、利用拍攝設備拍攝工地場景，實時獲取視頻數據和三維點云數據，處理獲得工地全景圖和施工現場數字模型；
6、步驟三、獲取搬梁機最優軌跡；
7、步驟四、通過物聯網技術進行物理工地設
8、在一種可選的實施例中，步驟一所述的建筑工地基礎數據包括地形、建筑結構和設備信息。
9、在一種可選的實施例中，所述的地形和建筑結構通過全站儀收集。
10、在一種可選的實施例中，步驟二所述的拍攝設備包括搭載有攝像頭和激光雷達的無人機。
11、在一種可選的實施例中，利用無人機拍攝工地場景包括以下過程：
12、s2.1、制定飛行路徑：根據建筑工地基礎數據設置飛行路徑，確保覆蓋整個建筑工地并避開障礙物；
13、s2.2、實時數據采集：無人機按預設飛行路徑實時采集圖像數據和三維點云數據，并將圖像數據和三維點云數據傳輸到地面控制站；
14、s2.3、數據處理與分析：地面控制站對圖像數據和三維點云數據進行處理，生成工地全景圖和施工現場數字模型。
15、在一種可選的實施例中，步驟二通過bim技術將三維點云數據轉化為施工現場數字模型。
16、在一種可選的實施例中，步驟二還包括預先布設于建筑工地的傳感器設備實時獲取施工現場環境信息，同步至施工現場數字模型中。
17、在一種可選的實施例中，所述的施工現場環境信息包括溫度、濕度和設備狀態。
18、在一種可選的實施例中，步驟三通過以下過程獲取搬梁機最優軌跡：
19、s3.1、設搬梁機的軌跡為t＝{(x1,y1,z1,t1),(x2,y2,z2,t2),…，(xi,yi,zi,ti)，…}，(xi,yi,zi)表示搬梁機在ti時刻的空間坐標位置；
20、s3.2、建立目標函數：
21、
22、其中，e(ti)表示搬梁機在ti時刻的能耗，表示預設的時間權重系數；
23、s3.3、根據施工現場數字模型中的障礙物位置建立約束條件，設障礙物坐標為(xobs,yobs,zobs)，則滿足其中dsafe為預設的安全距離；
24、s3.4、根據約束條件優化目標函數，獲取搬梁機最優軌跡。
25、在一種可選的實施例中，當施工現場數字模型存在更新數據，則通過步驟s3.1至步驟s3.4重新計算最優軌跡，并通過實施控制輸入調整搬梁機走行軌跡。
26、本專利技術基于其技術方案所具有的有益效果在于：
27、(1)本專利技術提供的一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，基于數字孿生技術，利用激光雷達、全站儀和無人機等拍攝設備采集高精度的視頻數據和三維點云數據，并通過bim技術轉化創建與實際物理系統實時同步的虛擬模型，結合傳感器數據實現實時數據傳輸和互動、模擬分析和優化，能夠全面監控建筑工地的各種環境數據，可提供高效、精準的軌跡規劃方案。
28、(2)本專利技術提供的一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法通過引入無人機系統，利用其高效靈活的數據采集能力來實時監測建筑工地環境，無人機通過預設飛行路徑，搭載高分辨率攝像頭和激光雷達，實時采集工地的環境數據，包括地形特征、障礙物位置和施工動態等。這些數據經過處理和分析后生成高清全景圖和三維模型，確保了搬梁機軌跡能夠動態調整，適應復雜多變的施工環境，顯著提升了施工效率和安全性。
29、(3)本專利技術提供的一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法通過實時更新環境數據，識別潛在的風險和優化路徑，并自動調整搬梁機的運動軌跡，實現智能化的施工管理和優化，通過閉環控制系統不斷優化軌跡規劃和作業效率，提供了一種全方位支持的智能施工解決方案。
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1.一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟一所述的建筑工地基礎數據包括地形、建筑結構和設備信息。
3.根據權利要求2所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：所述的地形和建筑結構通過全站儀收集。
4.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟二所述的拍攝設備包括搭載有攝像頭和激光雷達的無人機。
5.根據權利要求4所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：利用無人機拍攝工地場景包括以下過程：
6.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟二通過BIM技術將三維點云數據轉化為施工現場數字模型。
7.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟二還包括預先布設于建筑工地的傳感器設備實時獲取施工現場環境信息
8.根據權利要求7所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：所述的施工現場環境信息包括溫度、濕度和設備狀態。
9.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟三通過以下過程獲取搬梁機最優軌跡：
10.根據權利要求9所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：當施工現場數字模型存在更新數據，則通過步驟S3.1至步驟S3.4重新計算最優軌跡，并通過實施控制輸入調整搬梁機走行軌跡。
...【技術特征摘要】
1.一種基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟一所述的建筑工地基礎數據包括地形、建筑結構和設備信息。
3.根據權利要求2所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：所述的地形和建筑結構通過全站儀收集。
4.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：步驟二所述的拍攝設備包括搭載有攝像頭和激光雷達的無人機。
5.根據權利要求4所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在于：利用無人機拍攝工地場景包括以下過程：
6.根據權利要求1所述的基于數字孿生與無人機協同的搬梁機軌跡優化控制方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜小剛，楊明，譚凱威，王棟，韋朝首，林雨灃，
申請(專利權)人：中鐵十一局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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