一种图形化工程管理系统及管理方法技术方案

本发明专利技术公开了图形化工程管理系统及管理方法，穿戴式侦测器获取工地区域的人员信息并发送物联网处理模块，环境侦测器侦测环境信息并发送物联网处理模块，车辆侦测器将车辆信息发送物联网处理模块，物联网处理模块接收穿戴式侦测器、环境侦测器、车辆侦测器和紧急通报器的通信量和网络流量，根据环境信息进行运算并生成对应的紧急状态信息，将人员信息、环境信息、车辆信息和紧急通报讯号发送图示平台，现场管理模块将工程施工信息发送图示平台，影像辨识模块将原始影像调整生成校正影像并发送至图示平台，图示平台构建三维模型进行图形化工程管理，提高施工现场决策能力与管理效率，也降低灾害发生的机率，对三维模型进行交互可以提高用户体验。互可以提高用户体验。互可以提高用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种图形化工程管理系统及管理方法


[0001]本专利技术属于建筑工程现场管理
，尤其涉及一种图形化工程管理系统及管理方法。

技术介绍

[0002]目前，传统上进行工地进出管理时，安全管理人员会在工地区域出入口设置一个人员进出告示牌，告示牌有许多种形式，最常见的是被动式书面告示牌，传统的告示牌贴纸、亚克力、铝板等材质上书写一段公告事项后张贴在工地入口处，该种告示牌相当廉价，但是缺乏实时性的数据更新，也缺乏人员进出的管理，对于施工人员的保护力较低，面对紧急状态时也没有积极的警示与通知功能。然而，对于被动式的告示牌无法提供实时的数据更新，也没有整合人员定位关键通讯设备、通讯协议及管理系统等行动警报管理技术，无法识别施工人员编号及其位置，无法连接环境或生理讯号，导致当工程人员发生事故例如坠落后不能实时产生警示识别讯号等缺点。一般惯用的体系无法符合使用者在实际使用时的需求，使得工程管理变得较为复杂，影响了监工过程的管理效率。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种从工地区域内的人员信息、车辆信息和环境信息进行侦测并结合图像处理在图示平台进行展示，可以对施工现场进行信息化、快速响应和可视化管理，从而提高施工安全性，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种图形化工程管理系统，包括侦测模块、物联网处理模块、现场管理模块、影像辨识模块和图示平台；
[0005]侦测模块，包括穿戴式侦测器、环境侦测器和车辆侦测器，穿戴式侦测器用于获取工地区域的人员信息并将人员信息发送至物联网处理模块，环境侦测器用于侦测工地区域的一个监控区域中的环境信息并发送至物联网处理模块，车辆侦测器用于追踪和管理进出工地区域的车辆信息并将车辆信息发送至物联网处理模块，其中，人员信息包括施工人员的现场出勤信息、人员身体状况和位置信息，环境信息包括施工现场的监控区域的水位侦测值、雨量侦测值、倾斜侦测值和震动侦测值，车辆信息包括车辆门禁数据及位于该工地区域内的车辆启停信息；
[0006]物联网处理模块，包括与侦测器连接的紧急通报器，物联网处理模块用于接收穿戴式侦测器、环境侦测器、车辆侦测器和紧急通报器的通信量和网络流量，根据环境侦测器测得的环境信息的至少一种数据进行运算并生成对应的紧急状态信息，当紧急状态信息生成时，启动紧急通报器发出紧急通报讯号并使用讯息程序对外传输该紧急状态信息，物联网处理模块将所得施工人员的人员信息、环境信息、车辆信息和紧急通报讯号发送至图示平台；
[0007]现场管理模块，用于将施工现场管理作业产生的工程施工信息发送至图示平台，
其中，工程施工信息包括工单、施工时程、工务协商沟通信息、现场设备的库存量和现场设备维护的检视单；
[0008]影像辨识模块，包括影像处理单元和影像提取单元，影像处理单元将影像提取单元提取的工地区域内的原始影像用于调整生成校正影像，根据校正影像生成影像辨识数据并发送至图示平台，其中，影像辨识数据包括工地的人员数量、车辆数量、工地电子围栏的入侵检测信息和灾害辨识；
[0009]图示平台，采用WebGL绘图标准对接收到的施工人员的人员信息、环境信息、车辆信息、紧急通报讯号、工程施工信息和影像辨识数据构建三维模型进行图形化工程管理。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，图形化工程管理系统还包括扩增实境显像模块，根据物联网处理模块与AR显像装置建立通信并结合图示平台产生的三维模型生成扩增实境图像，扩增实境显像模块接收并显示扩增实境图像。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，扩增实境显像模块为头戴式显示器，影像提取单元包括摄像机和录像设备，紧急通报器包括光指示器和听觉指示器。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，讯息程序包括短信、即时通讯、网络电话、实时通讯、微信或电子邮件中的至少一种进行传输。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，图示平台包括模型拾取单元，模型拾取单元用于将鼠标坐标转换成视口坐标，将视口坐标转换成一个三维空间的点，以该点位原点发射一条射线并作为拾取射线，拾取射线从二维视口坐标从近剪裁面指向远剪裁面，当拾取射线发出时，若存在与其相交的物体则确定该物体为鼠标下方物体；当与该拾取射线相交的物体为多个时，则识别最前方的物体为鼠标点击的物体。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，鼠标点击屏幕上p
′
时，对应于投影空间中的点为p，在视图空间中p的对应点位v，在视图空间中的原点和v两点相连形成一条射线，将射线的坐标转换为世界坐标，模型拾取单元的执行过程包括：
[0015]将鼠标点击屏幕的点坐标转换为投影空间中近近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)中的坐标，设定,Z轴深度为0.5，使用数学的解析几何运算得到变换表达式为
[0016]为了得到在视图空间中的坐标，对上述得到的投影空间中的点坐标进行矩阵变换，将投影空间中原点设为近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)的中心，则投影变换矩阵的表达式为得到其中Zn表示从原点到近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)的最短距离，Zn表示从原点到远剪裁面(A,B,C,D)的最短距离，ang表示原点到A
′
B
′
中的夹角，sW表示屏幕的宽度，sH表示屏幕的高度，asp表示屏幕的宽高比；
[0017]经过投影空间变换和视图变换后，投影空间中的点p和视图空间中的点v的关系表达式为(p
x
*Zn,p
y
*Zn,Zn)＝(v
x
*pM.m11,v
y
*pM.m22,v
z
*Q
‑
QZn,v
z
)，其中p
x
、p
y
和p
z
分别表示p
点的X、Y、Z轴坐标点，v
x
、v
y
和v
z
分别表示v的X、Y和Z轴坐标点，则p点的Z值为0，则v点的各坐标可计算出为通过计算得出射线的方向矢量根据v点的各坐标得到射线方向矢量的各分量表达式为使用矩阵变换计算世界坐标下的射线向量，其表达式为V
ws
表示待求的世界向量，V
vs
表示视图空间下的向量，表示视图空间转换到世界空间的矩阵。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，图示平台还包括模型交互单元，模型交互单元包括模型变换操作，模型变换操作用于将模型从模型所在局部坐标系转移到世界坐标系中，并根据需求进行平移、缩放和旋转调整的过程，模型变换操作过程包括：
[0019]预设局部坐标系中某顶点V
L
(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图形化工程管理系统，其特征在于，包括侦测模块、物联网处理模块、现场管理模块、影像辨识模块和图示平台；侦测模块，包括穿戴式侦测器、环境侦测器和车辆侦测器，穿戴式侦测器用于获取工地区域的人员信息并将人员信息发送至物联网处理模块，环境侦测器用于侦测工地区域的一个监控区域中的环境信息并发送至物联网处理模块，车辆侦测器用于追踪和管理进出工地区域的车辆信息并将车辆信息发送至物联网处理模块，其中，人员信息包括施工人员的现场出勤信息、人员身体状况和位置信息，环境信息包括施工现场的监控区域的水位侦测值、雨量侦测值、倾斜侦测值和震动侦测值，车辆信息包括车辆门禁数据及位于该工地区域内的车辆启停信息；物联网处理模块，包括与侦测器连接的紧急通报器，物联网处理模块用于接收穿戴式侦测器、环境侦测器、车辆侦测器和紧急通报器的通信量和网络流量，根据环境侦测器测得的环境信息的至少一种数据进行运算并生成对应的紧急状态信息，当紧急状态信息生成时，启动紧急通报器发出紧急通报讯号并使用讯息程序对外传输该紧急状态信息，物联网处理模块将所得施工人员的人员信息、环境信息、车辆信息和紧急通报讯号发送至图示平台；现场管理模块，用于将施工现场管理作业产生的工程施工信息发送至图示平台，其中，工程施工信息包括工单、施工时程、工务协商沟通信息、现场设备的库存量和现场设备维护的检视单；影像辨识模块，包括影像处理单元和影像提取单元，影像处理单元将影像提取单元提取的工地区域内的原始影像用于调整生成校正影像，根据校正影像生成影像辨识数据并发送至图示平台，其中，影像辨识数据包括工地的人员数量、车辆数量、工地电子围栏的入侵检测信息和灾害辨识；图示平台，采用WebGL绘图标准对接收到的施工人员的人员信息、环境信息、车辆信息、紧急通报讯号、工程施工信息和影像辨识数据构建三维模型进行图形化工程管理。2.根据权利要求1所述的图形化工程管理系统，其特征在于，图形化工程管理系统还包括扩增实境显像模块，根据物联网处理模块与AR显像装置建立通信并结合图示平台产生的三维模型生成扩增实境图像，扩增实境显像模块接收并显示扩增实境图像。3.根据权利要求2所述的图形化工程管理系统，其特征在于，扩增实境显像模块为头戴式显示器，影像提取单元包括摄像机和录像设备，紧急通报器包括光指示器和听觉指示器。4.根据权利要求1所述的图形化工程管理系统，其特征在于，讯息程序包括短信、即时通讯、网络电话、实时通讯、微信或电子邮件中的至少一种进行传输。5.根据权利要求1所述的图形化工程管理系统，其特征在于，图示平台包括模型拾取单元，模型拾取单元用于将鼠标坐标转换成视口坐标，将视口坐标转换成一个三维空间的点，以该点位原点发射一条射线并作为拾取射线，拾取射线从二维视口坐标从近剪裁面指向远剪裁面，当拾取射线发出时，若存在与其相交的物体则确定该物体为鼠标下方物体；当与该拾取射线相交的物体为多个时，则识别最前方的物体为鼠标点击的物体。6.根据权利要求5所述的图形化工程管理系统，其特征在于，鼠标点击屏幕上p
′
时，对应于投影空间中的点为p，在视图空间中p的对应点位v，在视图空间中的原点和v两点相连形成一条射线，将射线的坐标转换为世界坐标，模型拾取单元的执行过程包括：
将鼠标点击屏幕的点坐标转换为投影空间中近近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)中的坐标，设定,Z轴深度为0.5，使用数学的解析几何运算得到变换表达式为为了得到在视图空间中的坐标，对上述得到的投影空间中的点坐标进行矩阵变换，将投影空间中原点设为近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)的中心，则投影变换矩阵的表达式为得到其中Zn表示从原点到近剪裁面(A
′
,B
′
,C
′
,D
′
)的最短距离，Zn表示从原点到远剪裁面(A,B,C,D)的最短距离，ang表示原点到A
′
B
′
中的夹角，sW表示屏幕的宽度，sH表示屏幕的高度，asp表示屏幕的宽高比；经过投影空间变换和视图变换后，投影空间中的点p和视图空间中的点v的关系表达式为(p
x
*Zn,p
y
*Zn,Zn)＝(v
x
*pM.m11,v
y
*pM.m22,v
z
*Q
‑
QZn,v
z
)，其中p
x
、p
y
和p
z
分别表示p点的X、Y、Z轴坐标点，v
x
、v
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦霖，
申请(专利权)人：上海方联技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：