一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法及系统，涉及无人机监控领域，该基于北斗卫星的无人机施工监控方法包括以下步骤：利用无人机技术采集施工现场的施工图像；对采集的施工图像进行分析处理，提取施工图像的特征参数；对处理后的施工图像进行异常情况识别；在识别出施工人员出现异常情况时，及时发出警报提醒施工人员。本发明专利技术通过采用人机技术可以实时采集施工现场的施工图像，及时取施工现场的信息，提供更及时的监控数据；可以检测到施工人员的异常行为或不安全情况；有助于预防潜在的事故或危险事件，及时采取措施来保障施工人员的安全，从而能够有助于提高施工现场的安全性和管理效率。工现场的安全性和管理效率。工现场的安全性和管理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人机监控领域，具体来说，特别涉及一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着生产技术的不断进步和人们生活需求的不断增长，建筑业得到了迅猛发展，从业人数逐年增加；同时随着市场竞争压力的加大，建筑企业的利润逐渐下降；同时，新技术的快速发展也对传统的建筑业管理方式造成了冲击。因此，要求建筑企业及从业人员转变管理思维，引进新技术，提高管理效率，降低管理成本。近年来，无人机作为一项热门技术已经推广至民用领域，并在建筑领域中得到逐渐凸显，具有广阔的应用前景。
[0003]无人驾驶飞行器简称“无人机”，是一种不需要载人操作的飞机，可以通过使用无线电遥控设备和自带的程序控制装置进行操纵。北斗卫星导航系统包括空间段、地面段和用户段三个部分，可以在全球范围内提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并且具有短报文通信能力。北斗卫星导航系统已初步实现区域导航、定位和授时功能，其定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒，授时精度为10纳秒，为各类用户提供了全天候、全时段的服务。
[0004]航路规划是确保无人机安全和提高无人机作战效能的有效手段，但在复杂的建筑施工环境下以及随着信息量和规划约束条件的增加，会使得无人机在对施工现场进行巡航监控时，会出现一些影响无人机飞行的情况，这种情况是无人机巡航之前不能确定的，而传统的施工监控方法通常是预先设定无人机的航路规划，但是当面对突发性的情况时，很难快速的做出反应来规避，从而会导致无人机出现碰撞或损坏。
[0005]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法及系统，以解决上述提及的传统施工监控方法在面对突发性的情况时，很难快速的做出反应来规避，会导致无人机出现碰撞或损坏的问题。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：根据本专利技术的一方面，提供了一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法，该方法包括以下步骤：S1、利用无人机技术采集施工现场的施工图像；S2、对采集的施工图像进行分析处理，提取施工图像的特征参数；S3、对处理后的施工图像进行异常情况识别；S4、在识别出施工人员出现异常情况时，及时发出警报提醒施工人员。
[0008]作为本文的一个实施例，所述利用无人机技术采集施工现场的施工图像包括以下步骤：S11、选取搭载北斗卫星通信设备、安装高清摄像头及扩音器的无人机；
S12、基于A星算法对无人机的航行线路进行规划，确定无人机的航行线路；S13、利用安装在无人机上的高清摄像头对施工现场进行图像采集，得到施工监控数据；S14、基于搭载在无人机上的北斗卫星通信设备将得到的施工监控数据传输至地面控制中心。
[0009]作为本文的一个实施例，所述基于A星算法对无人机的航行线路进行规划包括以下步骤：S121、获取施工现场的地图信息，并确定无人机的航行空间的边界；S122、将无人机的航行空间进行离散化处理，划分为离散的区域，每个区域代表一个离散的空间单元；S123、标记地图上的障碍物和限飞区域，并确定无人机需要监测的航行区域；S124、基于A星算法对无人机的航行进行离线规划，得到离线预规划航路；S125、无人机根据得到的离线预规划航路进行飞行，并在飞行的过程中进行在线航路规划。
[0010]作为本文的一个实施例，所述基于A星算法对无人机的航行进行离线规划，得到离线预规划航路包括以下步骤：S1241、根据无人机需要监测的航行区域确定无人机的起点和终点；S1242、建立开放列表和关闭列表，将起点加入至开放列表中作为父节点，将关闭列表设置为空；S1243、在开放列表中找寻父节点周围的点，并计算各点的总代价；S1244、选取其中代价最小的点作为下一代的父节点，并加入关闭列表中；S1245、重复执行步骤S1243
‑
S1244，直到找到终点或开放列表为空；S1246、根据得到的父节点路径，得到无人机的离线预规划航路。
[0011]作为本文的一个实施例，所述无人机根据得到的离线预规划航路进行飞行，并在飞行的过程中进行在线航路规划包括以下步骤：S1251、实时获取无人机在飞行中的位置信息，通过传感器检测无人机的周围环境；S1252、根据无人机当前的位置信息及周围环境，判断无人机是否需要重新规划航线；S1253、若不需要，则继续按照离线预规划航路进行飞行，若需要，则基于A星算法进行在线规划航路，得到新的规划航路；S1254、无人机按照新的规划航路继续进行飞行监控；S1255、持续监测无人机的位置信息和周围环境，并实时对无人机的航路进行更新和调整。
[0012]作为本文的一个实施例，所述对采集的施工图像进行分析处理，提取施工图像的特征参数包括以下步骤：S21、基于加权平均法对采集的施工图像进行灰度化处理；S22、对灰度化处理后的施工图像进行直方图均衡化处理；S23、采用中值滤波技术对直方图均衡化处理后的施工图像进行去噪处理，去除图
像中的噪声；S24、将去噪处理后的图像按照不同的特征进行分类；S25、利用计算机视觉技术对分类处理后的施工图像进行特征提取。
[0013]作为本文的一个实施例，所述对处理后的施工图像进行异常情况识别包括以下步骤：S31、将提取的特征作为输入，并输入至预设的不安全行为识别模型中对施工人员的不安全行为进行识别，若识别出施工人员存在不安全行为，则表示施工人员出现了异常情况；S32、使用射线法判断施工人员是否跨越了不安全区域，若施工人员跨越了不安全区域，则表示施工人员出现了异常情况。
[0014]作为本文的一个实施例，所述不安全行为识别模型的构建方法包括以下步骤：通过行为理论和现场调查的方法了解施工现场存在的不安全行为，并对存在的不安全行为进行分类和归纳；收集施工现场的行为数据，并基于人体的骨骼关节点，提取施工人员的不安全行为特征；将提取的不安全行为特征构建训练数据集；基于深度学习法并利用构建的训练数据集对不安全行为识别模型进行训练，得到优化后的不安全行为识别模型。
[0015]作为本文的一个实施例，所述使用射线法判断施工人员是否跨越了不安全区域，若施工人员跨越了不安全区域，则表示施工人员出现了异常情况包括以下步骤：S321、在施工现场确定不安全区域的位置和范围；S322、在不安全区域的边界位置定义监测点，并以这些监测点为起点，沿着预定的方向发射射线。
[0016]S323、根据处理后的施工图像判定施工人员的位置信息；S324、对于每个监测点发射的射线，判断射线与施工人员的位置是否相交，若相交，则表示施工人员越过了射线，跨越了不安全区域。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于北斗卫星的无人机施工监控系统，该系统包括图像采集模块、分析处理模块、异常识别模块及异常提醒模块；其中，所述图像采集模块，用于利用无人机技术采集施工现场的施工图像；所述分析处理模块，用于对采集的施工图像进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、利用无人机技术采集施工现场的施工图像；S2、对采集的施工图像进行分析处理，提取施工图像的特征参数；S3、对处理后的施工图像进行异常情况识别；S4、在识别出施工人员出现异常情况时，及时发出警报提醒施工人员；其中，所述利用无人机技术采集施工现场的施工图像包括以下步骤：S11、选取搭载北斗卫星通信设备、安装高清摄像头及扩音器的无人机；S12、基于A星算法对无人机的航行线路进行规划，确定无人机的航行线路；S13、利用安装在无人机上的高清摄像头对施工现场进行图像采集，得到施工监控数据；S14、基于搭载在无人机上的北斗卫星通信设备将得到的施工监控数据传输至地面控制中心；所述基于A星算法对无人机的航行线路进行规划包括以下步骤：S121、获取施工现场的地图信息，并确定无人机的航行空间的边界；S122、将无人机的航行空间进行离散化处理，划分为离散的区域，每个区域代表一个离散的空间单元；S123、标记地图上的障碍物和限飞区域，并确定无人机需要监测的航行区域；S124、基于A星算法对无人机的航行进行离线规划，得到离线预规划航路；S125、无人机根据得到的离线预规划航路进行飞行，并在飞行的过程中进行在线航路规划。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法，其特征在于，所述基于A星算法对无人机的航行进行离线规划，得到离线预规划航路包括以下步骤：S1241、根据无人机需要监测的航行区域确定无人机的起点和终点；S1242、建立开放列表和关闭列表，将起点加入至开放列表中作为父节点，将关闭列表设置为空；S1243、在开放列表中找寻父节点周围的点，并计算各点的总代价；S1244、选取其中代价最小的点作为下一代的父节点，并加入关闭列表中；S1245、重复执行步骤S1243
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S1244，直到找到终点或开放列表为空；S1246、根据得到的父节点路径，得到无人机的离线预规划航路。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星的无人机施工监控方法，其特征在于，所述无人机根据得到的离线预规划航路进行飞行，并在飞行的过程中进行在线航路规划包括以下步骤：S1251、实时获取无人机在飞行中的位置信息，通过传感器检测无人机的周围环境；S1252、根据无人机当前的位置信息及周围环境，判断无人机是否需要重新规划航线；S1253、若不需要，则继续按照离线预规划航路进行飞行，若需要，则基于A星算法进行在线规划航路，得到新的规划航路；S1254、无人机按照新的规划航路继续进行飞行监控；S1255、持续监测无人机的位置信息和周围环境，并实时对无人机的航路进行更新和调整。
4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，田林红，高伯川，檀江鹏，解双峰，燕凤，徐晖，杜岚云，李永安，刘浩，张桂英，
申请(专利权)人：西安迈远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：