【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無人機(jī)監(jiān)測(cè)，具體涉及一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、近年來，無人機(jī)以其體型輕便，易于操作等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在災(zāi)情監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境評(píng)估、救援指揮、危險(xiǎn)區(qū)域檢測(cè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，有效降低了人工檢測(cè)的成本，減少了安全隱患，而圍繞無人機(jī)的應(yīng)用研究也已成為當(dāng)前的一大熱點(diǎn)。依托于逐步成熟的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，無人機(jī)巡線采集輸電線路問題元件圖像，并進(jìn)行問題元件的智能檢測(cè)已具備一定的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。在電網(wǎng)內(nèi)，無人機(jī)技術(shù)主要使用在線路巡檢方面，近年來已經(jīng)替代人工巡視成為電網(wǎng)線路巡檢的主要方式。在電力施工中無人機(jī)主要用于展放架線過程中的牽引繩，將輕巧又牢固的牽引繩綁在多旋翼等形式的無人機(jī)下面，然后飛過鐵塔懸掛點(diǎn)，便于后續(xù)工作開展。這種方式已經(jīng)在電力建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)是近十幾年來攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域革命性的成就之一，是目前最為先進(jìn)的三維航空遙感技術(shù)；激光點(diǎn)云測(cè)繪技術(shù)本質(zhì)上屬于點(diǎn)云技術(shù)的一種形式；點(diǎn)云技術(shù)是指通過海量點(diǎn)集合來表示空間內(nèi)物體的坐標(biāo)和分布的一種技術(shù)，通過在空中繪制出大量的點(diǎn)，并用這些點(diǎn)來形成數(shù)據(jù)集合，從而建立起三維模型來表示空間的表面特性；簡(jiǎn)單來說，激光全景的激光點(diǎn)云測(cè)繪技術(shù)能夠使虛擬空間的三維擬真成為可能，激光點(diǎn)云獲取地面信息，能夠真實(shí)、準(zhǔn)確的反映地形地貌，有效彌補(bǔ)了航空攝影測(cè)量技術(shù)的缺陷；
3、基建施工全生命周期管理可分為不同階段，以設(shè)計(jì)、施工、竣工、驗(yàn)收階段為例，現(xiàn)有的基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，不能直觀的反饋工程的進(jìn)展情況，不能快速跟蹤項(xiàng)目施工推進(jìn)過程；為了實(shí)現(xiàn)電
4、為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員提出了一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法和系統(tǒng)來解決
技術(shù)介紹
提出的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中基建施工監(jiān)管系統(tǒng)不能直觀的反饋工程的進(jìn)展情況，不能快速跟蹤項(xiàng)目施工推進(jìn)過程等問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，包括無人機(jī)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和可視化管理模塊；
4、所述無人機(jī)模塊配備高清攝像頭、紅外傳感器和激光測(cè)距儀，獲取施工現(xiàn)場(chǎng)圖像，通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行特征提取，形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
5、所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)無人機(jī)獲取的施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到施工進(jìn)度；
6、所述可視化管理模塊將施工進(jìn)度與施工計(jì)劃對(duì)比，生成施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)可視化圖表，將施工進(jìn)度以可視化的方式展示給監(jiān)管人員。
7、進(jìn)一步的，還包括預(yù)警模塊，所述預(yù)警模塊用于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，通過數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在的施工質(zhì)量問題和安全隱患，并發(fā)送預(yù)警信息。
8、進(jìn)一步的，還包括5g通信模塊，所述5g通信模塊用于實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與數(shù)據(jù)處理模塊、可視化管理模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。
9、進(jìn)一步的，還包括云端存儲(chǔ)模塊，所述云端存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)無人機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理模塊的分析結(jié)果。
10、進(jìn)一步的，還包括系統(tǒng)管理模塊，所述系統(tǒng)管理模塊用于對(duì)監(jiān)管系統(tǒng)的用戶、權(quán)限、設(shè)備等進(jìn)行管理和維護(hù)；系統(tǒng)管理員可以對(duì)用戶進(jìn)行角色劃分和權(quán)限設(shè)置。
11、一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，包括以下步驟：
12、獲取施工現(xiàn)場(chǎng)圖像，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行特征提取，形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
13、對(duì)無人機(jī)采集的施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)其他數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取施工進(jìn)度；
14、將施工進(jìn)度與施工計(jì)劃對(duì)比，生成施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)可視化圖表，并顯示。
15、進(jìn)一步的，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行特征提取，形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
16、s1、相機(jī)標(biāo)定：使用已知的標(biāo)定板或標(biāo)定物，通過相機(jī)拍攝的圖像來確定相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)；
17、s2、特征提取：從相機(jī)拍攝的圖像中提取出特征點(diǎn)；
18、s3、特征匹配：將不同圖像中的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到同名點(diǎn)；
19、s4、三角測(cè)量：利用同名點(diǎn)的圖像坐標(biāo)和相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，通過三角測(cè)量原理計(jì)算出每個(gè)特征點(diǎn)在三維空間中的坐標(biāo)；
20、s5、點(diǎn)云生成：將所有特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)組合在一起，形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
21、進(jìn)一步的，步驟s2中，使用sift特征提取算法進(jìn)行特征提取。
22、進(jìn)一步的，sift特征提取算法包括以下步驟：
23、s201、構(gòu)建高斯金字塔：將原始圖像構(gòu)建成多個(gè)不同尺度的高斯金字塔；
24、s202、構(gòu)建dog金字塔：通過對(duì)高斯金字塔相鄰兩層進(jìn)行差分運(yùn)算，得到dog金字塔；
25、s203、提取特征點(diǎn)：在dog金字塔的每一層中，通過比較每個(gè)像素與其周圍像素的灰度值差異，找到局部極大值點(diǎn)作為特征點(diǎn)。
26、進(jìn)一步的，sift特征提取算法還包括計(jì)算特征描述子：所述計(jì)算特征描述子的過程為：對(duì)于每個(gè)特征點(diǎn)，以其為中心，選擇一個(gè)鄰域窗口，并在該窗口內(nèi)計(jì)算方向直方圖；將方向直方圖作為該特征點(diǎn)的特征描述子。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少具有以下有益的技術(shù)效果：
28、1、本專利技術(shù)通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)圖像傳輸：利用無人機(jī)掛載高清晰攝像頭，利用5g基站的高速低延遲特點(diǎn)，將無人機(jī)采集圖像實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程終端，方便專家進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、指導(dǎo)工作；現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程備份，方便數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回放追溯，監(jiān)管人員可以實(shí)時(shí)了解工程的進(jìn)展情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)；
29、2、實(shí)現(xiàn)了施工環(huán)境邊緣計(jì)算圖像識(shí)別：無人機(jī)圖像通過可視化管理模塊，對(duì)施工環(huán)境和文明施工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅可以生成施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)可視化圖表，將施工進(jìn)度以可視化的方式展示給監(jiān)管人員，還可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全措施、人員著裝、施工現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)等進(jìn)行識(shí)別、記錄；
30、3、實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度管理：通過無人機(jī)攜帶激光雷達(dá)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行采集，完成施工進(jìn)度的可視化管理，同時(shí)與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)施工工藝差距。
31、4、本專利技術(shù)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取算法，通過攝影測(cè)量的方式獲取高精度的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使用sift特征提取算法進(jìn)行特征提取，最終得到特征點(diǎn)，并計(jì)算方向直方圖作為特征描述子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像特征的提取和描述；采用上述方法提取的特征具有旋轉(zhuǎn)不變性、尺度不變性、光照不變性、抗噪聲能力強(qiáng)和可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地提高基建施工監(jiān)管系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機(jī)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和可視化管理模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括預(yù)警模塊，所述預(yù)警模塊用于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，通過數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在的施工質(zhì)量問題和安全隱患，并發(fā)送預(yù)警信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括5G通信模塊，所述5G通信模塊用于實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與數(shù)據(jù)處理模塊、可視化管理模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括云端存儲(chǔ)模塊，所述云端存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)無人機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理模塊的分析結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)管理模塊，所述系統(tǒng)管理模塊用于對(duì)監(jiān)管系統(tǒng)的用戶、權(quán)限、設(shè)備等進(jìn)行管理和維護(hù)；系統(tǒng)管理員可以對(duì)用戶進(jìn)行角色劃分和權(quán)限設(shè)置。
6.一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，其特征在
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，其特征在于，所述對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行特征提取，形成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，其特征在于，所述步驟S2中，使用SIFT特征提取算法進(jìn)行特征提取。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，其特征在于，所述SIFT特征提取算法包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于5G的無人機(jī)基建施工監(jiān)管方法，其特征在于，所述SIFT特征提取算法還包括計(jì)算特征描述子：所述計(jì)算特征描述子的過程為：對(duì)于每個(gè)特征點(diǎn)，以其為中心，選擇一個(gè)鄰域窗口，并在該窗口內(nèi)計(jì)算方向直方圖；將方向直方圖作為該特征點(diǎn)的特征描述子。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機(jī)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和可視化管理模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括預(yù)警模塊，所述預(yù)警模塊用于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，通過數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在的施工質(zhì)量問題和安全隱患，并發(fā)送預(yù)警信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括5g通信模塊，所述5g通信模塊用于實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與數(shù)據(jù)處理模塊、可視化管理模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括云端存儲(chǔ)模塊，所述云端存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)無人機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)圖像、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理模塊的分析結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g的無人機(jī)基建施工監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)管理模塊，所述系統(tǒng)管理模塊用于對(duì)監(jiān)管系統(tǒng)的用...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃雅欣，孫樂嘉，劉子豪，郭磊，劉中書，溫智平，辛小瑜，劉士祥，楊震，黃平遙，劉釗，武嫚嫚，李瑞雯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國網(wǎng)陜西省電力有限公司建設(shè)分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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