【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沉井施工，特指一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法及系统。
技术介绍
1、参阅图1，显示了水下挖掘机器人的整体结构，主要包括抱抓1、底座2、转台3、回转马达4、动臂5、二节臂6、关节臂7、绞吸泵8、绞吸头9和各关节动作油缸，其中关节油缸包含变幅油缸10、伸缩油缸11、关节油缸12和摆动油缸13。该水下挖掘机器人还包括支架14、箱柜15以及配重16。
2、上述的水下挖掘机器人的运动机能为：通过回转马达4的驱动，可令转台3相对于底座2转动，以实现绞吸头9绕圆周运动；变幅油缸10的伸缩可令动臂5绕r1点转动，以实现绞吸头9在竖直方向上的运动；伸缩油缸11的缸体和自由端分别于动臂5和二节臂6连接，其动作可令二节臂6相对于动臂5的运动，主要决定了绞吸头9的最大活动半径；关节油缸12的底部和自由端分别于二节臂6和关节臂7连接，可实现关节臂7绕r2点的转动以及绞吸头9沿半径方向的运动；摆动油缸13的伸缩可令绞吸头9沿圆周切线方向运动。需要说明的是，实际施工过程前，伸缩油缸11根据沉井直径预设行程后锁定；摆动油缸13在机器人进行四个象限扇形区域进行土体挖掘时处于锁定转态，进行十字梁下土体挖掘时才可伸缩运动。
3、由于水下挖掘机器人的作业环境存在泥浆混浊，从而无法实现可视的难题，施工人员在进行复盘时往往以表格、图表的形式对作业过程进行追溯分析，这样不够直观且容易忽略施工细节。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一
2、实现上述目的的技术方案是：
3、本专利技术提供了一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，包括如下步骤：
4、获取水下挖掘机器人作业过程的施工数据作为历史数据；
5、对所述历史数据进行解析并按照时间轴的顺序进行排列以得到排序数据；
6、获取水下挖掘机器人模型、十字梁模型以及刃脚环模型，根据所述排序数据实时构建土体模型，对实时构建的土体模型、刃脚环模型、十字梁模型以及水下挖机器人模型进行三维场景构建，进而得到可播放的三维动画；
7、通过播放器对所述三维动画进行播放，实现了水下挖掘机器人作业过程的追溯。
8、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法的进一步改进在于，在构建三维场景时还包括：
9、根据所述排序数据构建俯视状态和剖视状态下的二维场景；
10、在播放三维动画时，同时播放对应的二维场景。
11、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法的进一步改进在于，在构建土体模型之前还包括：对所述排序数据进行数据冗余的筛除。
12、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法的进一步改进在于，还包括：对进行数据冗余筛除的排序数据进行数据分块得到若干个数据块；
13、将所述数据块进行分组得到若干个索引块；
14、在播放器的播放进度发生跳变时，从时间轴映射关系获取到对应的索引块，读取对应的索引块以及剩余的数据进行渲染播放。
15、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法的进一步改进在于，在实时构建土体模型时，构建土体颗粒模型、扇形土体模型以及整体土体模型；
16、所述扇形土体模型由若干个土体颗粒集合而成；
17、所述整体土体模型由多个扇形土体模型组成。
18、本专利技术还提供了一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，包括：
19、获取单元，用于获取水下挖掘机器人作业过程的施工数据作为历史数据；
20、与所述获取单元连接的解析单元，用于对所述历史数据进行解析并按照时间轴的顺序进行排列以得到排序数据；
21、与所述解析单元连接的数字孪生单元，用于获取水下挖掘机器人模型、十字梁模型以及刃脚环模型，根据所述排序数据实时构建土体模型，对实时构建的土体模型、刃脚环模型、十字梁模型以及水下挖机器人模型进行三维场景构建，进而得到可播放的三维动画；
22、与所述数字孪生单元连接的播放器，用于播放所述三维动画，实现了水下挖掘机器人作业过程的追溯。
23、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统的进一步改进在于，所述数字孪生单元还用于根据所述排序数据构建俯视状态和剖视状态下的二维场景；
24、所述播放器在播放所述三维动画时，同时播放对应的二维场景。
25、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统的进一步改进在于，还包括与所述解析单元连接的数据分块单元，所述数据分块单元用于对排序数据进行数据冗余的筛除。
26、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统的进一步改进在于，所述数据分块单元还用于对进行数据冗余筛除的排序数据进行数据分块得到若干个数据块；将所述数据块进行分组得到若干个索引块；
27、所述播放器与所述数据分块单元连接，在播放进度发生跳变时，所述播放器从时间轴映射关系获取到对应的索引块，读取对应的索引块以及剩余的数据通过所述数字孪生单元进行渲染播放。
28、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统的进一步改进在于，所述数字孪生单元在实时构建土体模型时，构建土体颗粒模型、扇形土体模型以及整体土体模型；
29、所述扇形土体模型由若干个土体颗粒集合而成；
30、所述整体土体模型由多个扇形土体模型组成。
31、本专利技术基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法及系统的有益效果为：
32、本专利技术通过数字孪生建立三维场景，实现对真是场景进行一比一复刻，通过播放器播放三维动画，便于施工人员直观、高效的进行复盘。
33、本专利技术还通过数字孪生建立二维场景，实现对挖掘面进行特征化处理，实现更加直观的作业过程的追溯。
34、本专利技术通过数据分块操作实现了三维场景的快速检索，在拖动进度条时，能够快速的进行渲染响应。
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1.一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在构建三维场景时还包括：
3.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在构建土体模型之前还包括：对所述排序数据进行数据冗余的筛除。
4.如权利要求3所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，还包括：对进行数据冗余筛除的排序数据进行数据分块得到若干个数据块；
5.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在实时构建土体模型时，构建土体颗粒模型、扇形土体模型以及整体土体模型；
6.一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，其特征在于，所述数字孪生单元还用于根据所述排序数据构建俯视状态和剖视状态下的二维
8.如权利要求6所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，其特征在于，还包括与所述解析单元连接的数据分块单元，所述数据分块单元用于对排序数据进行数据冗余的筛除。
9.如权利要求8所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，其特征在于，所述数据分块单元还用于对进行数据冗余筛除的排序数据进行数据分块得到若干个数据块；将所述数据块进行分组得到若干个索引块；
10.如权利要求6所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，其特征在于，所述数字孪生单元在实时构建土体模型时，构建土体颗粒模型、扇形土体模型以及整体土体模型；
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在构建三维场景时还包括：
3.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在构建土体模型之前还包括：对所述排序数据进行数据冗余的筛除。
4.如权利要求3所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，还包括：对进行数据冗余筛除的排序数据进行数据分块得到若干个数据块；
5.如权利要求1所述的基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯方法，其特征在于，在实时构建土体模型时，构建土体颗粒模型、扇形土体模型以及整体土体模型；
6.一种基于数据驱动的机械化沉井水下挖掘机器人作业过程追溯系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱雁飞，朱叶艇，赵剑，龚卫，王祺，潘伟强，王彦杰，张益中，侯永茂，吴文斐，屠垒，赵玉同，李红霞，冯玉婷，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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