基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统技术方案

本发明专利技术公开了基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，涉及桥梁施工技术领域，解决了现有技术难以准确划分桥梁施工区域的危险区，无法对施工人员进行及时提醒，导致桥梁施工效率低，施工环境安全性低的技术问题；本发明专利技术将计算机技术与图像识别技术相结合，通过三维建模软件和采集的若干施工图像建立施工模型；通过施工区域的气象模拟数据来模拟施工环境，获取桥梁模拟数据进而获取桥梁状态序列；再结合气象预测数据来划定危险区域，并结合危险区域进行及时预警；本发明专利技术通过无人机图像构建了施工模型，并通过对施工模型的模拟结果来划定施工区域中的危险区域，能够保证危险区域划定的精准性，为提前预警奠定数据基础。为提前预警奠定数据基础。为提前预警奠定数据基础。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统


[0001]本专利技术属于桥梁施工领域，涉及基于无人机图像的桥梁施工安全监控技术，具体是基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统。

技术介绍

[0002]桥梁一般由上部结构、下部结构、支座和附属构造物组成，对现代高速发展的交通行业非常重要。桥梁施工过程繁琐，最重要的是安全问题，各个施工点在监控时，仍然会因为疏忽而形成安全隐患。
[0003]现有技术(公开号为CN111223279A的专利技术专利申请)公开了一种桥梁施工安全检测报警系统，在不参考外部环境的情况下，通过各类型传感器实时检测桥梁的位移，根据检测结果确定危险区，并对施工人员进行预警。在桥梁施工过程中，施工环境对桥梁以及施工人员的安全有着重要的影响，因此现有技术在桥梁施工监控过程中，仅通过传感器检测桥梁各构件状态来判断桥梁的安全性，无法准确划分桥梁施工区域的危险区，也就无法对施工人员进行及时提醒；因此，亟须一种基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本专利技术提出了基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，用于解决现有技术难以准确划分桥梁施工区域的危险区，无法对施工人员进行及时提醒，导致桥梁施工效率低，施工环境安全性低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的数据采集模块和智能终端；数据采集模块与若干无人机或者气象平台相连接；
[0006]数据采集模块通过若干无人机实时获取施工图像，以及通过气象平台获取施工区域的气象历史数据和气象预测数据，将采集的数据发送至中央处理模块；
[0007]中央处理模块结合施工规划和若干施工图像建立施工区域的三维模型，标记为施工模型；根据气象历史数据合理扩充获取气象模拟数据，将气象模拟数据作用于施工模型，提取桥梁模拟数据；
[0008]中央处理模块将桥梁模拟数据和对应的气象模拟数据整合生成桥梁状态序列；通过桥梁状态序列确定气象预测数据对应的桥梁状态数据，识别桥梁状态数据并划定危险区域，基于危险区域进行安全预警。
[0009]优选的，所述中央处理模块分别与数据采集模块和智能终端通信和/或电气连接；智能终端包括智能手环、手机或者电脑；
[0010]所述数据采集模块分别与若干无人机和气象平台通信连接；且若干所述无人机由所述数据采集模块或者所述中央处理模块控制。
[0011]优选的，所述中央处理模块结合施工规划和若干施工图像建立施工模型，包括：
[0012]根据施工规划确定当前施工节点；其中，施工规划包括施工节点或施工材料；
[0013]识别若干施工图像确定当前施工节点的施工进度，结合三维建模软件构建施工模型；其中，三维建模软件包括BIM建模软件或者OpenBridge Modeler。
[0014]优选的，所述中央处理模块对接收的气象历史数据进行扩充，获取所述气象模拟数据，包括：
[0015]获取施工区域的气象历史数据；其中，气象历史数据包括温度、气压和风力；
[0016]按照设定步长对气象历史数据进行扩充，获取气象模拟数据；其中，气象历史数据中各因素对应的设定步长不同。
[0017]优选的，所述中央处理模块基于气象模拟数据模拟桥梁施工环境，获取所述桥梁状态序列，包括：
[0018]将气象模拟数据依次施加在施工模型上，并记录施工模型的桥梁模拟数据；其中，桥梁模拟数据包括各桥梁构件的位移或者振动；
[0019]当气象模拟数据全部完成模拟后，将记录的桥梁模拟数据与对应的气象历史数据进行对应拼接，将拼接获取的若干组数据整合生成所述桥梁状态序列。
[0020]优选的，所述中央处理模块将桥梁状态序列与气象预测数据结合，划定危险区域，包括：
[0021]获取气象预测数据；其中，气象预测数据与气象历史数据的内容属性一致；
[0022]将气象预测数据在桥梁状态序列中匹配检索，获取各桥梁构件对应的桥梁模拟数据；将桥梁模拟数据与桥梁状态阈值比较确定危险区域。
[0023]优选的，所述中央处理模块基于人工智能模型和气象预测数据划定危险区域，包括：
[0024]基于桥梁状态序列训练人工智能模型；其中，人工智能模型包括误差逆向传播神经网络模型或者RBF神经网络模型；
[0025]将气象预测数据整合输入至训练好的人工智能模型中，获取输出的桥梁模拟数据；将桥梁模拟数据与桥梁状态阈值比较确定危险区域。
[0026]优选的，所述中央处理模块结合气象预测数据划定危险区域，并根据危险区域的持续时间生成区域动态图；以及
[0027]根据区域动态图发送预警信号至智能终端，实现对施工人员进行提前预警。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]1.本专利技术将计算机技术与图像识别技术相结合，通过三维建模软件和采集的若干施工图像建立施工模型；通过施工区域的气象模拟数据来模拟施工环境，获取桥梁模拟数据进而获取桥梁状态序列；再结合气象预测数据来划定危险区域，并结合危险区域进行及时预警；本专利技术通过无人机图像构建了施工模型，并通过对施工模型的模拟结果来划定施工区域中的危险区域，能够保证危险区域划定的精准性，为提前预警奠定数据基础。
[0030]2.本专利技术基于气象预测数据和桥梁状态序列来预测桥梁施工区域的危险区域，获取区域动态图；根据区域动态图识别出即将更新的危险区域，通过智能终端及时为施工人员提供预警信息；本专利技术为施工人员提前提供预警信息，有助于提高桥梁施工效率。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术的工作步骤示意图；
[0033]图2为本专利技术的系统原理示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]请参阅图1
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图2，本专利技术第一方面实施例提供了基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的数据采集模块和智能终端；数据采集模块与若干无人机或者气象平台相连接；数据采集模块通过若干无人机实时获取施工图像，以及通过气象平台获取施工区域的气象历史数据和气象预测数据，将采集的数据发送至中央处理模块；中央处理模块结合施工规划和若干施工图像建立施工区域的三维模型，标记为施工模型；根据气象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，包括中央处理模块，以及与之相连接的数据采集模块和智能终端；数据采集模块与若干无人机或者气象平台相连接；其特征在于：数据采集模块通过若干无人机实时获取施工图像，以及通过气象平台获取施工区域的气象历史数据和气象预测数据，将采集的数据发送至中央处理模块；中央处理模块结合施工规划和若干施工图像建立施工区域的三维模型，标记为施工模型；根据气象历史数据合理扩充获取气象模拟数据，将气象模拟数据作用于施工模型，提取桥梁模拟数据；中央处理模块将桥梁模拟数据和对应的气象模拟数据整合生成桥梁状态序列；通过桥梁状态序列确定气象预测数据对应的桥梁状态数据，识别桥梁状态数据并划定危险区域，基于危险区域进行安全预警。2.根据权利要求1所述的基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，其特征在于，所述中央处理模块分别与数据采集模块和智能终端通信和/或电气连接；智能终端包括智能手环、手机或者电脑；所述数据采集模块分别与若干无人机和气象平台通信连接；且若干所述无人机由所述数据采集模块或者所述中央处理模块控制。3.根据权利要求2所述的基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，其特征在于，所述中央处理模块结合施工规划和若干施工图像建立施工模型，包括：根据施工规划确定当前施工节点；其中，施工规划包括施工节点或施工材料；识别若干施工图像确定当前施工节点的施工进度，结合三维建模软件构建施工模型；其中，三维建模软件包括BIM建模软件或者OpenBridge Modeler。4.根据权利要求1所述的基于无人机图像的桥梁施工过程安全监控系统，其特征在于，所述中央处理模块对接收的气象历史数据进行扩充，获取所述气象模拟数据，包括：获取施工区域的气象历史数据；其中，气象历史数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：车来军，昂辉，李伟，张亚东，吴长瑶，
申请(专利权)人：安徽源信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：