基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法与流程

1.本发明涉及建筑施工智能识别技术领域，特别涉及一种基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法。


背景技术：

2.在高架桥的装配式施工过程中，由于高架桥沿线较长，现场施工人员通过观察获取施工进度信息，存在数据不完整及耗费时间长的问题。通过ai视频识别技术获取施工进度信息，虽然提高了自动化程度，但对于具有异型结构的桥梁本体，ai视频识别技术很难提炼出相应的识别点，而且基本数据量较大，无法全面覆盖桥梁本体，不能满足高架桥装配式施工的进度管理。


技术实现要素：

3.针对采用现有的ai视频识别技术难以提炼出高架桥桥梁本体相应的识别点，而且基本数据量较大，无法全面覆盖桥梁本体，不能满足高架桥装配式施工的进度管理的问题。本发明的目的是提供一种基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，步骤如下：
5.s1：在高架桥的预制构件远离地面部分的外表面预先安装定位模块，探测编队由三台无人机组成，分别为一号无人机、二号无人机及三号无人机，每台无人机上均安装有定位基站；建立管理平台及系统，在管理平台及系统内建立所建高架桥的三维模型，预先设定探测编队的三台无人机的飞行线路和停留点位，停留点位由初始位置至终点位置依次记录为第一停留点位，
…
，第n停留点位，而且，将各个预制构件定位模块的位置与无人机停留点位的距离进行关联并记录；
6.s2：在预设飞行线路的初始位置，一号无人机启动并按预设飞行线路沿桥梁本体一侧飞行至第一停留点位，二号无人机和三号无人机启动并按预设飞行线路分别沿桥梁本体两侧飞行至第一停留点位后，三台无人机围绕第一个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取高架桥第一个预制构件施工的相应数据；
7.s3：一号无人机在第一停留点位高空停留，位于桥梁本体两侧的二号无人机和三号无人机分别按预设飞行线路飞行至第二停留点位，三台无人机围绕第二个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第二个预制构件的相应数据；
8.s4：二号无人机和三号无人机在第二停留点位高空停留，一号无人机按照预设飞行线路飞行至第三停留点位，三台无人机围绕第三个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第三个预制构件的相应数据；
9.s5：重复上述步骤s3至s4，沿预设飞行线路循环探测预制构件的施工状态，管理平台及系统自动识别预制构件中定位芯片所处位置，及其与无人机停留点位的距离，若两者距离比较接近，误差在1米之内，判断该预制构件已经安装，若两者距离相差较大，判断该预
制构件已进场而未安装，若识别不到该定位芯片，判断该预制构件还未进场。
10.本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，首先，在高架桥的预制构件外表面安装定位模块，探测编队由三台无人机组成，每台无人机上均安装有定位基站，在管理平台及系统内建立所建高架桥的三维模型，并预先设定无人机飞行线路和停留点位，将各个预制构件定位模块的位置与无人机停留点位的距离进行关联；一号无人机自初始位置沿预设飞行线路沿桥梁本体一侧飞行至第一停留点位并高空停留，二号无人机和三号无人机分别按预设飞行线路沿桥梁本体两侧飞行至第一停留点位后，三台无人机围绕第一个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取高架桥第一个预制构件的相应数据，接着，一号无人机在第一停留点位高空停留，二号无人机和三号无人机按照各自预设飞行线路飞行至第二停留点位，三台无人机围绕第二个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取第二个预制构件的相应数据，然后，一号无人机按照预设线路飞行至第三停留点位，三台无人机围绕第三个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取第三个预制构件的相应数据，如此反复，沿预设飞行线路循环探测各个预制构件的施工状态，管理平台及系统根据预制构件定位模块所处位置及其与无人机停留点位的距离判断该预制构件的施工状态；本发明的装配式高架桥施工进度识别方法，通过探测编队沿预设飞行线路逐一检测预制构件的施工状态，从而快速完成狭长型装配式高架桥现场的施工进度识别，便于施工人员及时、快速且准确地了解现场施工进度的完成情况；所述探测编队由三台无人机组成并分别搭载定位基站，通过三台无人机的共同协作获取预制构件施工状态的准确信息，而无需设置大量无人机，避免对高架桥的装配式施工产生不利影响；由于管理平台及系统将各个预制构件上定位模块的位置与无人机停留点位的距离进行关联，系统根据两者之间的距离判断该预制构件的施工状态，提高了装配式高架桥施工进度识别的效率。
11.进一步的，它还包括步骤s6,根据所述步骤s5判断得出的高架桥各个预制构件的不同施工状态，在管理平台及系统内将高架桥三维模型相应的预制构件设置为不同颜色进行标记。
12.进一步的，所述步骤s6还包括，管理平台及系统将标记为已经安装完成的预制构件设置为被过滤芯片，且被过滤芯片的信息不会再被探测编队所读取。
13.进一步的，所述定位模块包括定位芯片、小型电池和太阳能板。
14.进一步的，所述步骤s1还包括，在预设飞行线路的初始位置留置备用无人机，建立无人机电量和飞行返程距离的关系，探测编队每次飞行完成进行定位感应时，对无人机电量和已飞行距离进行计算，当得出无人机电量仅能支持当前飞行返程距离的110％～120％时，当前正在飞行的无人机返航，备用无人机替代返航无人机，并飞行至预设飞行线路的下一个停留点位。
15.进一步的，所述步骤s1中，相邻两个停留点位之间的间距为100米～150米。
16.进一步的，所述步骤s1中，无人机在停留点位的停留时间至少为3秒。
附图说明
17.图1至图3为本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法一实施例中各步骤的示意图；
18.图4为本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法一实施例中定位模块的结构示意图。
19.图中标号如下：
20.高架桥1；一号无人机11；二号无人机12；三号无人机15；定位模块20；太阳能板21；定位芯片22；小型电池23。
具体实施方式
21.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
22.结合图1至图3说明本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，具体步骤如下：
23.s1：在高架桥1的预制构件生产过程中，在预制构件远离地面部分的外表面预先安装定位模块20，探测编队由三台无人驾驶飞机(简称“无人机”)组成，分别为一号无人机11、二号无人机12及三号无人机15，每台无人机上均安装有定位基站；建立管理平台及系统，在管理平台及系统内建立坐标系，并按照一定缩比建立所建高架桥1的三维模型，预先设定探测编队的三台无人机的飞行线路和停留点位，停留点位由初始位置至终点位置依次记录为第一停留点位，
…
，第n停留点位，而且，将各个预制构件定位模块20中定位芯片22的位置与无人机停留点位的距离进行关联并记录；
24.s2：如图1所示，在预设飞行线路的初始位置，一号无人机11启动并按预设飞行线路沿桥梁本体一侧飞行至第一停留点位，飞行高度约为所建高架桥1上方2.5米～3米，飞行高度可随高架桥1设计高度变化而提升或下降，确保一号无人机11处于最适合的探测高度；二号无人机12和三号无人机15启动并按预设飞行线路分别沿桥梁本体两侧飞行至第一停留点位后，三台无人机围绕第一个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取高架桥1第一个预制构件施工的相应数据；
25.s3：如图2所示，一号无人机11在第一停留点位高空停留，位于桥梁本体两侧的二号无人机12和三号无人机15分别按预设飞行线路飞行至第二停留点位，三台无人机围绕第二个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第二个预制构件的相应数据；
26.s4：如图3所示，二号无人机12和三号无人机15在第二停留点位高空停留，一号无人机11按照预设飞行线路飞行至第三停留点位，三台无人机围绕第三个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第三个预制构件的相应数据；
27.s5：重复上述步骤s3至s4，沿预设飞行线路循环探测预制构件的施工状态，管理平台及系统自动识别预制构件中定位芯片22所处位置，及其与无人机停留点位的距离，若两者距离比较接近，误差在1米之内，判断该预制构件已经安装，若两者距离相差较大，判断该预制构件已进场而未安装，若识别不到该定位芯片22，判断该预制构件还未进场。
28.本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，首先，在高架桥1的预制构件外表面安装定位模块20，探测编队由三台无人机组成，每台无人机上均安装
有定位基站，在管理平台及系统内建立所建高架桥1的三维模型，并预先设定无人机飞行线路和停留点位，将各个预制构件定位模块20的位置与无人机停留点位的距离进行关联；一号无人机11自初始位置沿预设飞行线路沿桥梁本体一侧飞行至第一停留点位并高空停留，二号无人机12和三号无人机15分别按预设飞行线路沿桥梁本体两侧飞行至第一停留点位后，三台无人机围绕第一个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取高架桥1第一个预制构件的相应数据，接着，一号无人机11在第一停留点位高空停留，二号无人机12和三号无人机15按照各自预设飞行线路飞行至第二停留点位，三台无人机围绕第二个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取第二个预制构件的相应数据，然后，一号无人机11按照预设线路飞行至第三停留点位，三台无人机围绕第三个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位停留并读取第三个预制构件的相应数据，如此反复，沿预设飞行线路循环探测各个预制构件的施工状态，管理平台及系统根据预制构件定位模块20所处位置及其与无人机停留点位的距离判断该预制构件的施工状态；本发明的装配式高架桥施工进度识别方法，通过探测编队沿预设飞行线路逐一检测预制构件的施工状态，从而快速完成狭长型装配式高架桥1现场的施工进度识别，便于施工人员及时、快速且准确地了解现场施工进度的完成情况；所述探测编队由三台无人机组成并分别搭载定位基站，通过三台无人机的共同协作获取预制构件施工状态的准确信息，而无需设置大量无人机，避免对高架桥1的装配式施工产生不利影响；由于管理平台及系统将各个预制构件上定位模块20的位置与无人机停留点位的距离进行关联，系统根据两者之间的距离判断该预制构件的施工状态，提高了装配式高架桥1施工进度识别的效率，经施工现场实际检测，对于1公里长高架桥1的装配式施工，进度识别探测时间不到1分钟，大幅减少了施工进度识别的时间。
29.上述基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法还包括步骤s6,根据所述步骤s5判断得出的高架桥1各个预制构件的不同施工状态，在管理平台及系统内将高架桥三维模型相应的预制构件设置为不同颜色进行标识，已经安装完成的预制构件显示绿色，进场未安装的预制构件显示黄色，未进场的预制构件显示为灰色，便于施工人员能够直观了解高架桥装配施工的施工进度。
30.所述步骤s6还包括，管理平台及系统将显示为绿色的预制构件设置为被过滤芯片，且被过滤芯片的信息不会再被探测编队所读取，从而大幅减少预制构件识别及计算的工作量，提高了检测效率。而且，当某个区域内预制构件都已经完成检测识别后，该区域相应的无人机停留点位会自动取消，探测编队仅需进行后续未检测预制构件的施工进度识别，进一步减少了识别及计算的工作量。
31.如图4所示，定位模块20包括定位芯片22、小型电池23和太阳能板21，通过太阳能板21和小型电池23为定位芯片22供电，降低了施工成本。
32.所述步骤s1还包括，在预设飞行线路的初始位置留置三台备用无人机，初始位置即自动充电点位，建立无人机电量和飞行返程距离的关系，探测编队每次飞行完成进行定位感应时，对无人机电量和已飞行距离进行计算，当得出无人机电量仅能支持当前飞行返程距离的110％～120％时，当前正在飞行的无人机返航，初始位置的备用无人机替代返航无人机，并飞行至预设飞行线路的下一停留点位。
33.所述步骤s1中，相邻两个停留点位之间的间距为100米～150米，保证相邻两台无人机信号识别范围能够全面覆盖桥梁本体。
34.所述步骤s1中，无人机在停留点位的停留时间至少为3秒，保证识别预制构件信息的准确性。
35.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。

技术特征：
1.一种基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于，步骤如下：s1：在高架桥的预制构件远离地面部分的外表面预先安装定位模块，探测编队由三台无人机组成，分别为一号无人机、二号无人机及三号无人机，每台无人机上均安装有定位基站；建立管理平台及系统，在管理平台及系统内建立所建高架桥的三维模型，预先设定探测编队的三台无人机的飞行线路和停留点位，停留点位由初始位置至终点位置依次记录为第一停留点位，
…
，第n停留点位，而且，将各个预制构件定位模块的位置与无人机停留点位的距离进行关联并记录；s2：在预设飞行线路的初始位置，一号无人机启动并按预设飞行线路沿桥梁本体一侧飞行至第一停留点位，二号无人机和三号无人机启动并按预设飞行线路分别沿桥梁本体两侧飞行至第一停留点位后，三台无人机围绕第一个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取高架桥第一个预制构件施工的相应数据；s3：一号无人机在第一停留点位高空停留，位于桥梁本体两侧的二号无人机和三号无人机分别按预设飞行线路飞行至第二停留点位，三台无人机围绕第二个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第二个预制构件的相应数据；s4：二号无人机和三号无人机在第二停留点位高空停留，一号无人机按照预设飞行线路飞行至第三停留点位，三台无人机围绕第三个预制构件并呈三角形分布，三台无人机在原位高空停留并读取第三个预制构件的相应数据；s5：重复上述步骤s3至s4，沿预设飞行线路循环探测预制构件的施工状态，管理平台及系统自动识别预制构件中定位芯片所处位置，及其与无人机停留点位的距离，若两者距离比较接近，误差在1米之内，判断该预制构件已经安装，若两者距离相差较大，判断该预制构件已进场而未安装，若识别不到该定位芯片，判断该预制构件还未进场。2.根据权利要求1所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于：它还包括步骤s6,根据所述步骤s5判断得出的高架桥各个预制构件的不同施工状态，在管理平台及系统内将高架桥三维模型相应的预制构件设置为不同颜色进行标记。3.根据权利要求2所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于：所述步骤s6还包括，管理平台及系统将标记为已经安装完成的预制构件设置为被过滤芯片，且被过滤芯片的信息不会再被探测编队所读取。4.根据权利要求1所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于：所述定位模块包括定位芯片、小型电池和太阳能板。5.根据权利要求1所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于：所述步骤s1还包括，在预设飞行线路的初始位置留置备用无人机，建立无人机电量和飞行返程距离的关系，探测编队每次飞行完成进行定位感应时，对无人机电量和已飞行距离进行计算，当得出无人机电量仅能支持当前飞行返程距离的110％～120％时，当前正在飞行的无人机返航，备用无人机替代返航无人机，并飞行至预设飞行线路的下一个停留点位。6.根据权利要求1所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其特征在于：所述步骤s1中，相邻两个停留点位之间的间距为100米～150米。7.根据权利要求1所述的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，其
特征在于：所述步骤s1中，无人机在停留点位的停留时间至少为3秒。

技术总结
本发明的基于移动阵列式基站的装配式高架桥施工进度识别方法，针对现有视频识别技术不能满足高架桥装配式施工进度管理的问题。步骤：预制构件安装定位模块，在管理平台及系统内设定无人机飞行线路和停留点位，关联定位模块位置和停留点位；探测编队的三台无人机飞行至第一停留点位并读取第一个预制构件的相应数据，一号无人机在第一停留点位停留，二号无人机和三号无人机飞行至第二停留点位，三台无人机读取第二个预制构件的相应数据，一号无人机飞行至第三停留点位，三台无人机读取第三个预制构件的相应数据，如此反复，沿预设飞行线路循环探测各个预制构件的施工状态，根据预制构件定位模块与无人机停留点位的距离判断该预制构件的施工状态。预制构件的施工状态。预制构件的施工状态。


技术研发人员：陈峰军 杨仁维 沈雯 程子聪 陈裕刚
受保护的技术使用者：上海建工集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/25