一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，属于智能监测技术的技术领域。其包括非接触式感知系统、智能数据采集系统、数据管理中心、用户服务平台，所述非接触式感知系统包括三维激光扫描仪、自动防尘装置；所述智能数据采集系统包括电源模块、存储模块、控制模块、AI智能计算模块、深度学习模块及基于物联网技术的无线传输模块组成；所述数据管理中心由智能远程控制系统、数据实时处理系统、智能预警系统及报表管理系统组成。解决了无法监测无法达到全面监测整个隧道的问题。本发明专利技术涉及一种基于三维激光扫描技术的智能监测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统及方法
本专利技术涉及智能监测技术的
，尤其是涉及一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统及方法。
技术介绍
隧道工程在施工开挖过程中存在岩溶、突水、突泥、瓦斯突出等潜在风险，关系到隧道结构长期稳定，采用超前地质预报和监控量测技术是保证隧道安全施工的必要手段。运营期间，由于结构腐蚀老化及自然灾害等不可抗因素导致结构病害，主要表现为错台、衬砌变形、裂缝、掉块、渗漏水、蜂窝麻面等。因此，为了保障隧道的正常运行及人民生命财产安全，必须对隧道工程相关环境进行检测与监测。目前国内隧道检测主要以日常巡检为主，采用人工检测方法掌握其发展动态。隧道监测国内通常采用常规监测技术(人工监测)以及基于测量机器人的非接触式监测技术(自动化监测)。不管是检测还是监测都涉及到人工方法，劳动强度大、效率低。且均针对点式检测与监测，仅对观测点成果负责，而观测点往往是有限的，仅仅能针对部分关键性节点布设，无法达到全面监测整个隧道的目的。
技术实现思路
本专利技术目的一是提供一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，具有全面监测整个隧道的特点。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，包括非接触式感知系统、智能数据采集系统、数据管理中心、用户服务平台，所述非接触式感知系统包括三维激光扫描仪、自动防尘装置；所述智能数据采集系统包括电源模块、存储模块、控制模块、AI智能计算模块、深度学习模块及基于物联网技术的无线传输模块组成；所述数据管理中心由智能远程控制系统、数据实时处理系统、智能预警系统及报表管理系统组成。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述三维激光扫描仪通过数据线与智能数据采集系统连接。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自动防尘装置包括底座、远程控制驱动模块和罩在三维激光扫描仪外侧的扇形防尘装置。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述智能数据采集系统通过数据线与三维激光扫描仪连接。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电源模块包含现场工业用电和备用电池组。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述存储模块基于嵌入式Windows操作系统架构内置SSD接口，支持最大1TB存储扩展。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块内置记忆芯片，可通过自主学习进行远程控制，并且支持数据管理中心网络和系统异常情况下监测数据采集和同步。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述AI智能计算模块边缘计算与云计算相结合，对三维点云数据及图像进行预处理，自动剔除无效数据。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述深度学习模块运用相关AI深度学习的算法模型，对三维激光图像阈值软化并特征识别。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于物联网技术的无线传输模块可内置4G/5G，可选LoRaWAN网关模块。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据管理中心采用联机渲染方式，通过设置远程访问输入、工程及输出文件的UNC路径，实现计算机集群工作。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述智能远程控制系统可同时控制多个智能数据采集系统，且兼顾非接触式感知系统自动防尘装置的远程控制。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据实时处理系统根据三维激光扫描技术获取监控对象的高精度三维激光彩色点云数据，建立监控对象完整的建筑信息模型，完整地获取监控对象的二维数据和三维数据。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述智能预警系统包括基于人工神经网络自动诊断预测系统、监测巡视预警系统及监测实施报警系统。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述报表管理系统提供根据用户需求定制报表服务。本专利技术目的二是提供一种基于三维激光扫描技术的智能监测方法，具有全面监测的特点。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种基于三维激光扫描技术的智能监测方法，包括上述的智能监测系统，具体步骤如下：S1:由数据管理中心远程控制系统发出控制指令给智能数据采集系统的远程控制模块，远程控制模块根据指令开启自动防尘装置，触发三维激光扫描仪进行数据采集，并将采集的数据上传到采集系统的存储模块；S2:通过AI智能计算模块对采集到的点云数据及图像数据进行降噪处理，剔除无效数据后，将图像数据发送给深度学习模块自动识别隧道病害情况，如有新增病害现象随即触发监测巡视预警系统；S3:同时将处理后的点云数据及图像数据通过物联网传输到数据管理中心，由数据实时处理系统进行坐标转换生成实景三维模型，并提取特征点位监测数据对比分析隧道结构安全情况，如有报警信息立即触发监测实施报警系统。S4:用户平台根据数据管理中心的处理成果提供隧道内的详细监测信息，并通过VR三维实景展示模块进行展示。综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1.采用本申请的智能监测系统和采用相应的监测方法，可以极大地降低劳动强度、提升工作效率；2.监测范围大，可以全面监测整个隧道。附图说明图1是本专利技术实施例1的基于三维激光扫描技术智能监测系统图。图2是本专利技术实施例2的智能监测系统流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1：本专利技术实施例提供一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，包括非接触式感知系统、智能数据采集系统、数据管理中心、用户服务平台。非接触式感知系统包括三维激光扫描仪、自动防尘装置。三维激光扫描仪既有的数字接口(RS232接口)通过数据线与智能采集系统连接。三维激光扫描仪能够自由选择测程，以控制原始数据量，减轻无线传输压力。自动防尘装置包括底座(与三维激光扫描仪基座固定连接)、远程控制驱动模块和罩在三维激光扫描仪外侧的扇形防尘装置。智能数据采集系统包括电源模块、存储模块、控制模块、AI智能计算模块、深度学习模块及基于物联网技术的无线传输模块组成。智能数据采集系统包含多个千兆网口通过数据线与三维激光扫描仪连接、2个串口、1个USB口等。电源模块包含现场工业用电和备用电池组，在现场断电的情况下，对监测系统持续供电。存储模块基于嵌入式Windows操作系统架构内置SSD接口，支持最大1TB存储扩展。控制模块内置记忆芯片，可通过自主学习进行远程控制，并且支持数据管理中心网络和系统异常情况下监测数据采集和同步。AI智能计算模块边缘计算与云计算相结合，对三维点云数据及图像进行预处理，自动剔除大量无效数据，大大减少远程数据传输量。深度学习模块运用相关AI深度学习的算法模型如卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，其特征在于，包括非接触式感知系统、智能数据采集系统、数据管理中心、用户服务平台，/n所述非接触式感知系统包括三维激光扫描仪、自动防尘装置；/n所述智能数据采集系统包括电源模块、存储模块、控制模块、AI智能计算模块、深度学习模块及基于物联网技术的无线传输模块组成；/n所述数据管理中心由智能远程控制系统、数据实时处理系统、智能预警系统及报表管理系统组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光扫描技术的智能监测系统，其特征在于，包括非接触式感知系统、智能数据采集系统、数据管理中心、用户服务平台，
所述非接触式感知系统包括三维激光扫描仪、自动防尘装置；
所述智能数据采集系统包括电源模块、存储模块、控制模块、AI智能计算模块、深度学习模块及基于物联网技术的无线传输模块组成；
所述数据管理中心由智能远程控制系统、数据实时处理系统、智能预警系统及报表管理系统组成。


2.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述三维激光扫描仪通过数据线与智能数据采集系统连接。


3.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述自动防尘装置包括底座、远程控制驱动模块和罩在三维激光扫描仪外侧的扇形防尘装置。


4.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述智能数据采集系统通过数据线与三维激光扫描仪连接。


5.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述电源模块包含现场工业用电和备用电池组。


6.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述存储模块基于嵌入式Windows操作系统架构内置SSD接口，支持最大1TB存储扩展。


7.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述控制模块内置记忆芯片，可通过自主学习进行远程控制，并且支持数据管理中心网络和系统异常情况下监测数据采集和同步。


8.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述AI智能计算模块边缘计算与云计算相结合，对三维点云数据及图像进行预处理，自动剔除无效数据。


9.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述深度学习模块运用相关AI深度学习的算法模型，对三维激光图像阈值软化并特征识别。


10.根据权利要求1所述的智能监测系统，其特征在于，所述基于物联网技术的无线传输模块可内置4G/5G，可选...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱陈栋，张洋，庄博，姜政宇，魏善林，杨天池，
申请(专利权)人：江苏中设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32