一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法，该预警方法在三维实景模型中模拟出吊装设备三维模型的走行路径和梁体三维模型的吊装路径，梁体的吊装路径由若干吊装位置核验点拟合而成，在吊装设备走行并吊装梁体过程中，智能移动终端上的AR软件持续监测梁体是否沿吊装路径被吊装，且在判断梁体是否沿吊装路径吊装时基于外围的聚类碰撞特征点考虑其可偏移距离，若其偏离对应吊装位置核验点的实际距离大于可偏移距离，则AR软件向外发出预警。本发明专利技术的优点是：基于智能移动终端上的AR软件，展示模拟吊装过程动画，并可在吊装梁体过程中对其吊装轨迹进行监测以实时判断是否存在有发生碰撞的危险，若有则向外发出预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法


[0001]本专利技术属于吊装施工
，具体涉及一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。目前的AR技术主要应用于游戏领域和影视领域，在实际的工业生产施工中应用的较少。
[0003]在桥梁施工现场，需要通过吊装设备来起吊梁体进行架设，在这一架梁施工过程中，由于存在既有构筑物以及施工现场所架设的若干模架或者是施工设备，在吊装梁体的过程中可能会存在碰撞危险的情况，但是这些施工危险往往无法在施工过程中被发现以及时预警。
[0004]因此，本领域技术人员急需一种能够在吊装施工过程中能够及时预警施工碰撞等危险的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法，该预警方法在三维实景模型中模拟出吊装设备模型的走行路径和梁体模型的吊装路径，梁体的吊装路径由若干吊装位置核验点拟合而成，在吊装设备走行并吊装梁体过程中，智能移动终端上的AR软件持续监测吊装设备是否沿走行路径移动以及梁体是否沿吊装路径被吊装，且在判断梁体是否沿吊装路径吊装时基于外围的聚类碰撞特征点考虑其可偏移距离，若其偏离对应吊装位置核验点的实际距离大于可偏移距离，则AR软件向外发出预警。
[0006]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法，其特征在于所述预警方法包括以下步骤：S1：通过具有摄像装置的智能移动终端对施工现场的环境进行图像扫描，基于施工现场既有构筑物的坐标，建立施工现场的三维实景模型；其中，将所述三维实景模型中的既有构筑物设为聚类特征点，并将所述三维实景模型中的高度为1.5米或以上的物体设为聚类碰撞特征点；S2：制作吊装设备三维模型以及梁体三维模型；在所述三维实景模型中模拟吊装过程，模拟出所述吊装设备三维模型的走行路径，在所述走行路径上按照顺序依次标记出所述吊装设备三维模型需要停止移动进行吊装的各个吊装点；于各所述吊装点位置分别模拟出所要吊装的梁体三维模型的编号以及吊装路径，所述吊装路径上间隔分布有若干吊装
位置核验点以及梁体架设位置点；其中，各所述吊装位置核验点基于所述梁体尺寸，使所述吊装位置核验点距离所述聚类碰撞特征点的距离不小于2.5m，所述吊装位置核验点与其外围最近的所述聚类碰撞特征点之间的距离为S，则梁体在该所述吊装位置核验点的可偏移距离不大于S
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2.5 m；S3：在吊装施工前，施工人员通过智能移动终端上的AR软件对施工现场进行扫描检测，扫描检测过程中查找位于水平面上或垂直面上的所述聚类特征点，基于所述聚类特征点以同相对应的所述三维实景模型进行匹配；将匹配到的所述三维实景模型在所述智能移动终端的AR软件界面上显示，并展示所述吊装设备三维模型和所述梁体三维模型的模拟吊装过程动画；S4：将所述智能移动终端通过支架进行固定，使所述三维实景模型的显示角度随所述智能移动终端的拍摄角度变化而变化，调整所述智能移动终端上摄像装置的拍摄角度以使拍摄画面能够监测到吊装设备的移动以及梁体的吊装架设；S5：施工人员按照模拟吊装过程动画进行操作：S5.1：控制所述吊装设备移动至所述走行路径上的第一个所述吊装点并停止移动，所述智能移动终端上的AR软件捕捉所述吊装设备的停止移动位置并与所述走行路径上的所述吊装点位置进行判断是否重合，若重合则进行下一步的吊装操作；若不重合则发出预警使所述吊装设备进行位置调整，直至所述吊装设备的停止移动位置与所述走行路径上的第一个所述吊装点位置重合；S5.2：施工现场放置有若干的所述梁体，各所述梁体上表面标记有编号；通过所述吊装设备连接对应编号的所述梁体，所述智能移动终端上的AR软件捕捉识别吊装的所述梁体上的编号以判断是否为对应编号，若不是对应编号则发出预警以使所述吊装设备重新吊装正确编号的所述梁体；之后，通过所述吊装设备吊装所述梁体上桥，所述智能移动终端上的AR软件捕捉所述梁体在被吊装过程中是否依次经过各所述吊装位置核验点，若监测到未经过其中一个所述吊装位置核验点，则停止对所述梁体的吊装移动，并监测所述梁体的实际位置相对所述吊装位置核验点的偏移距离，若所述偏移距离未超过所述可偏移距离，则继续对所述梁体的吊装移动；若所述偏移距离超过所述可偏移距离，则有发生碰撞的危险，通过所述智能移动终端上的AR软件向施工人员发送预警信息；所述吊装设备将所述梁体吊装上桥并在解除吊装前，所述智能移动终端上的AR软件捕捉所述梁体是否被架设至所述梁体架设位置点，若是则解除所述吊装设备对所述梁体的吊装，若不是则上提所述梁体并调节架设位置直至到达预设位置；S5.3：按照步骤S5.1
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S5.2的方法，控制所述吊装设备依次移动至各所述吊装点位置并依序架设对应编号的所述梁体上桥。
[0007]所述智能移动终端为智能手机或平板电脑。
[0008]所述吊装路径由若干吊装位置核验点拟合而成，相邻的所述吊装位置核验点之间的间距为1m
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2m之间。
[0009]所述智能移动终端的AR软件与一云端服务器通讯连接，所述云端服务器中存储有若干所述三维实景模型、若干所述吊装设备三维模型、若干所述梁体三维模型以及若干所述模拟吊装过程动画；施工人员通过所述智能移动终端上的AR软件对施工现场进行扫描检
测时，将所检测到的施工现场既有构筑物的聚类特征点上传至所述云端服务器中，将所检测到的所述聚类特征点与各所述三维实景模型中所包含的所述聚类特征点进行查询比对，以获取与施工现场环境相匹配的所述三维实景模型。
[0010]本专利技术的优点是：基于智能移动终端上的AR软件，可通过所拍摄的施工现场画面匹配出相对应的三维实景模型，并可于该三维实景模型中展示吊装设备模型和梁体模型的模拟吊装过程动画，以便于吊装设备操作人员清楚了解对于吊装施工的要求和路径规划；在吊装设备移动过程中，智能移动终端上的AR软件通过其摄像装置实时捕捉监测吊装设备位置并同走行路径进行比较，若存在偏移问题则进行危险预警；在梁体被吊装过程中，智能移动终端上的AR软件通过其摄像装置实时捕捉监测梁体的位置，若监测到梁体偏移相应的吊装位置核验点且偏移距离大于其可偏移距离，则向外发出碰撞预警信息。
附图说明
[0011]图1为本专利技术中智能移动终端扫描检测施工现场的示意图；图2为本专利技术中智能移动终端内AR软件匹配三维实景模型并展示模拟吊装过程动画的示意图；图3为本专利技术中吊装设备的走行路径示意图；图4为本专利技术中梁体的吊装路径示意图。
实施方式
[0012]以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR技术的吊装施工碰撞危险预警方法，其特征在于所述预警方法包括以下步骤：S1：通过具有摄像装置的智能移动终端对施工现场的环境进行图像扫描，基于施工现场既有构筑物的坐标，建立施工现场的三维实景模型；其中，将所述三维实景模型中的既有构筑物设为聚类特征点，并将所述三维实景模型中的高度为1.5米或以上的物体设为聚类碰撞特征点；S2：制作吊装设备三维模型以及梁体三维模型；在所述三维实景模型中模拟吊装过程，模拟出所述吊装设备三维模型的走行路径，在所述走行路径上按照顺序依次标记出所述吊装设备三维模型需要停止移动进行吊装的各个吊装点；于各所述吊装点位置分别模拟出所要吊装的梁体三维模型的编号以及吊装路径，所述吊装路径上间隔分布有若干吊装位置核验点以及梁体架设位置点；其中，各所述吊装位置核验点基于所述梁体尺寸，使所述吊装位置核验点距离所述聚类碰撞特征点的距离不小于2.5m，所述吊装位置核验点与其外围最近的所述聚类碰撞特征点之间的距离为S，则梁体在该所述吊装位置核验点的可偏移距离不大于S
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2.5 m；S3：在吊装施工前，施工人员通过智能移动终端上的AR软件对施工现场进行扫描检测，扫描检测过程中查找位于水平面上或垂直面上的所述聚类特征点，基于所述聚类特征点以同相对应的所述三维实景模型进行匹配；将匹配到的所述三维实景模型在所述智能移动终端的AR软件界面上显示，并展示所述吊装设备三维模型和所述梁体三维模型的模拟吊装过程动画；S4：将所述智能移动终端通过支架进行固定，使所述三维实景模型的显示角度随所述智能移动终端的拍摄角度变化而变化，调整所述智能移动终端上摄像装置的拍摄角度以使拍摄画面能够监测到吊装设备的移动以及梁体的吊装架设；S5：施工人员按照模拟吊装过程动画进行操作：S5.1：控制所述吊装设备移动至所述走行路径上的第一个所述吊装点并停止移动，所述智能移动终端上的AR软件捕捉所述吊装设备的停止移动位置并与所述走行路径上的所述吊装点位置进行判断是否重合，若重合则进行下一步的吊装操作；若不重合则发出预警使所述吊装设备进行位置调整，直至所述吊装设备的停止移动位置与所述走行路径上的第一个所述吊装点位置重合；S5.2：施工现场放置有若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹振杰，孙丹丹，罗德纯，李红卫，李圣荣，黄伟，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：