【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程，特别涉及运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统。
技术介绍
1、在传统的运河航道施工过程中，施工质量的监控和进度管理一直是难度较大的挑战。
2、然而，由于施工现场环境复杂、施工过程长且多变，传统的人工检测和现场测量方法往往无法实时、准确地反映施工状态，容易导致施工偏差和质量隐患。此外，施工设计图纸与实际施工过程之间的偏差较难及时发现和修正，进而影响工程的整体质量和进度，现有的智能监控系统缺乏实时的决策支持和自动化调整能力，施工过程中的问题往往需要人工判断和修正，导致效率低下。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，包括：
3、三维扫描装置，用于：
4、对施工现场进行扫描，实时获取三维扫描数据并生成点云数据；
5、数据处理装置，用于：
6、接收来自三维扫描装置的点云数据，对点云数据进行预处理，将点云数据转换为可视化的实时三维模型；
7、三维可视化展示模块，用于：
8、通过外接图像显示装置可视化展示处理后的实时三维模型，在实时三维模型上叠加标识符、注释及实时数据；
9、质量对比检测模块，用于：
10、将施工设计图纸转换为标准三维模型，对比实时三维模型以及标准三维模型得到
11、系统控制决策模块，用于：
12、接收质量对比检测模块的反馈，结合施工历史数据与现场实时数据，生成修正建议并向施工现场人员发出调整指令；
13、远程通信监控模块，用于：
14、基于施工现场布设的网络通信设施，将现场数据实时传输到远程控制中心，接收对设备的远程控制指令；
15、历史数据存储模块，用于：
16、存储施工过程中三维扫描装置、数据处理装置、三维可视化展示模块、质量对比检测模块、系统控制决策模块以及远程通信监控模块采集并生成的数据和模型；
17、预测模块，用于：
18、获取质量对比检测模块生成的质量报告，按相同的时间间隔，确定p次施工现场对应的质量报告，并对质量报告进行数值化处理，形成集合s，，其中为第一次质量报告的值，即离当前时间最远的那次时间下的值，为当前时间的质量报告的值，即第p次施工现场对应的质量报告的值；
19、确定对质量报告的监测函数；
20、
21、其中，为对质量报告的监测函数； 为集合s的第i个值，为第i次，为圆周率，为所需求解的监测系数，i=1、2、3……p；
22、求解监测系数；
23、
24、基于四个含有未知数的等式，求解所述等式则能得到所述监测系数；
25、根据求解得到的监测系数，得到预测函数；
26、
27、其中，为预测函数，为从p次以后的次数，为正整数，x=1,2…n；
28、根据施工要求确定施工时间段，确定最大的x值，基于最大的x值在确定预测函数得到的数值小于预设质量阈值时，生成质量预警提示。
29、进一步的，所述三维扫描装置安装于施工区域，并根据施工进度动态调整扫描角度与频率，三维扫描装置实时采集的三维扫描数据通过无线或有线通信方式传输至数据处理装置。
30、进一步的，所述数据处理装置，还用于：
31、通过无线或有线通信接收来自三维扫描装置的点云数据，所述点云数据包括扫描区域内各个点的空间坐标信息；
32、对点云数据进行预处理以及坐标归一化处理；
33、基于处理后的点云数据，生成实时三维模型，所述实时三维模型包含施工区域的形态特征，所述形态特征包括开挖深度、土方量以及边坡角度；
34、根据施工现场已知的坐标点以及基准点，将实时三维模型坐标系调整为施工现场的实际坐标系；
35、在实时三维模型上生成标记点和测量点，所述标记点和测量点的生成依据施工图纸、设计要求以及现场实际扫描数据，整合各测量点和标记点的数据至实时三维模型中；
36、所述标记点用于标示出施工过程中需要关注的区域以及特征，所述测量点用于实际尺寸与形态的检测验证。
37、进一步的，所述三维可视化展示模块，包括：
38、模型渲染单元，用于：
39、接收来自数据处理装置的实时三维模型；
40、根据实时三维模型的数据，转换实时三维模型为计算机图形表示，通过图形渲染算法将该实时三维模型展示在图像显示装置上，所述图形渲染算法包括多边形建模、光照计算以及阴影处理；
41、模型渲染单元与数据处理装置之间保持实时数据交换，根据现场施工进展以及实时三维模型的数据更新实时调整和呈现；
42、数据叠加单元，用于：
43、从数据处理装置接收标记点以及测量点的点位数据，所述点位数据包括标记区域、偏差数据以及注释；
44、根据点云数据和施工图纸所确定的位置，在实时三维模型上生成标记点和测量点，根据施工现场的实际情况和实时三维模型的视角动态调整标记点和测量点的可视化效果；
45、将施工现场的实时数据叠加至实时三维模型上，所述实时数据包括开挖进度、土方量、边坡角度；
46、数据叠加单元根据质量对比检测模块的反馈，在模型上叠加施工质量报告、偏差情况及修正建议。
47、进一步的，所述质量对比检测模块，包括：
48、标准模型生成单元，用于：
49、接收施工设计图纸，提取施工设计图纸中的设计数据，所述设计数据包括几何形态、尺寸、深度、土方量、边坡角度信息；
50、根据施工设计图纸中的设计数据，将设计数据转化为标准三维模型；
51、将标准三维模型的坐标系调整为施工现场的实际坐标系；
52、偏差检测单元，用于：
53、接收标准三维模型以及实时三维模型；
54、对比标准三维模型与实时三维模型之间的几何偏差，所述几何偏差的计算包括空间距离、角度以及深度差异计算，获得每个区域的偏差值；
55、设定偏差阈值，根据偏差阈值对比偏差值的计算结果，识别偏差值超出允许偏差范围的区域，生成偏差检测结果，所述偏差检测结果包括偏差区域、偏差值以及偏差类型；
56、在实时三维模型上标记偏差区域，通过三维可视化展示模块显示；
57、质量反馈生成单元，用于：
58、基于偏差检测结果生成质量报告，所述质量报告的内容包括每个偏差区域的位置以及偏差值。
59、进一步的，所述系统控制决策模块，包括：
60、偏差判断单元，用于：
61、接收来自质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述三维扫描装置安装于施工区域，并根据施工进度动态调整扫描角度与频率，三维扫描装置实时采集的三维扫描数据通过无线或有线通信方式传输至数据处理装置。
3.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述数据处理装置，还用于：
4.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述三维可视化展示模块，包括：
5.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述质量对比检测模块，包括：
6.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述系统控制决策模块，包括：
7.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述远程通信监控模块，还用于：
8.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在
9.如权利要求5所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，还包括：施工工艺验证模块，用于：
...【技术特征摘要】
1.运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述三维扫描装置安装于施工区域，并根据施工进度动态调整扫描角度与频率，三维扫描装置实时采集的三维扫描数据通过无线或有线通信方式传输至数据处理装置。
3.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述数据处理装置，还用于：
4.如权利要求1所述的运河航道施工区域开挖质量三维可视化控制系统，其特征在于，所述三维可视化展示模块，包括：
5.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭天润，陶诚忠，王劼耘，张海杰，赵化锐，王宇龙，原国智，顾钊豪，
申请(专利权)人：中交上海航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。