一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法，包括以下步骤：构建施工现场的三维实景模型；制作梁体三维模型并导入至三维实景模型中，模拟出梁体的吊装移动路径；通过智能移动终端对施工现场进行扫描后获取相对应的三维实景模型并展示吊装移动路径；在观测高台上布置用于观测的智能移动终端；操作梁体按照吊装移动路径吊装移动，智能移动终端则实时判断梁体是否偏移、超限或产生过大振幅，若发生危险则通过驾驶室内的智能移动终端进行报警。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，并可在梁体吊装过程中对其吊装移动路径进行监测以实时判断是否存在偏移、超限或过大振幅的危险，若有则向外发出预警。若有则向外发出预警。若有则向外发出预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法


[0001]本专利技术属于工程吊装施工
，具体涉及一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法。

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、梁体摆动振幅过大情况或者是梁体偏移预设路径的情况，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技术的可视化吊装施工危险报警方法，该施工危险报警方法基于智能移动终端上的AR软件，展示模拟吊装过程动画，并可在梁体吊装过程中对其吊装移动路径进行监测以实时判断是否存在偏移、超限或过大振幅的危险，若有则向外发出预警。
[0006]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法，其特征在于所述报警方法包括以下步骤：S1：在施工现场的边界范围设置至少三个定位桩以及至少一个观测高台，在所述施工现场通过三维激光扫描装置对施工现场的既有构筑物以及所述定位桩进行三维激光扫描，以构建施工现场的所述三维实景模型；其中，将所述定位桩设为定位识别特征点、将所述既有构筑物设为聚类特征点，以作为所述三维实景模型的查询匹配关键要素；S2：在电脑端制作吊装设备三维模型以及梁体三维模型；将所述吊装设备三维模型和所述梁体三维模型导入至所述施工现场三维实景模型内；在所述施工现场三维实景模型内预设模拟出所述吊装设备三维模型吊装所述梁体三维模型的吊装移动路径；所述吊装移动路径划分为竖向吊装路径以及水平移动路径；所述竖向吊装路径由若干竖向位置测点拟合而成，所述竖向吊装路径两侧分布有若干具有潜在碰撞隐患的施工装置，所述施工装置设为碰撞聚类特征点；所述水平移动路径由若干水平位置测点拟合而成，所述水平移动路径上设置有支
撑横梁，所述支撑横梁设为吊装就位聚类特征点；S3：在吊装施工前，施工人员站在所述观测高台上通过智能移动终端上的AR软件以俯拍角度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的三个所述定位识别特征点以及所述聚类特征点，基于所述定位识别特征点以及所述聚类特征点作为查询匹配关键要素在所述AR软件的云端服务器中进行查询匹配，将查询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吊装所述梁体三维模型的模拟吊装过程动画，所述模拟吊装过程动画包含所述吊装移动路径；S4：将所述智能移动终端通过支架固定架设于所述观测高台上，将所述智能移动终端的摄像头俯拍角度与所述三维实景模型进行关联；S5：在施工现场，运梁设备将梁体移动至施工现场的第一个吊装点位置，施工人员按照所述模拟吊装过程动画中所展示的所述吊装移动路径操作吊装设备：在所述梁体的下表面沿纵向间隔布设有至少三组激光测距装置且居中布设的所述激光测距装置位于所述梁体下表面的中心点位置，各组所述激光测距装置实时监测所述梁体下表面距地面的高度；居中设置的所述激光测距装置表示所述梁体的实时高度，布设于两侧的所述激光测距装置的监测高度同居中的所述激光测距装置的监测高度之差表示所述梁体的竖向振幅；操作吊装设备按照所述竖向吊装路径上吊所述梁体，上吊过程中，判断所述梁体是否连续沿所述竖向位置测点上吊移动、判断所述梁体的边界与所述施工装置的间距位于安全距离内、判断所述梁体的竖向振幅是否超过阈值，若判断发现存在任一偏移或超限情况，则通过设置于所述吊装设备驾驶室内的智能移动终端进行报警告知；操作所述吊装设备安装所述水平移动路径平移架设所述梁体，架设所述梁体过程中，判断所述梁体是否连续沿所述水平位置测点进行移动，若判断发现存在未连续沿所述水平位置测点进行移动则通过所述吊装设备驾驶室内的智能移动终端进行报警告知；S6：重复步骤S5直至依次完成各梁体的吊装架设。
[0007]步骤S1中的所述三维实景模型存储于所述AR软件的所述云端服务器中，所述云端服务器中存储有若干施工现场的三维实景模型。
[0008]步骤S3中，所述俯拍角度为所述智能移动终端的摄像头指向与水平面之间的夹角；在查询所述匹配关键要素时，将所述云端服务器中的各所述三维实景模型调整为基于所述俯拍角度的显示视角。
[0009]步骤S3中，基于所述定位识别特征点以及所述聚类特征点作为查询匹配关键要素在所述AR软件的所述云端服务器中进行查询匹配，包括以下步骤：基于既有构筑物的所述聚类特征点从所述云端服务器中查询获得不同三维实景模型中具有与所述聚类特征点相同的既有构筑物三维模型，之后根据所述聚类特征点与各所述定位识别特征点之间的水平距离来确认相对应的所述构筑物三维模型，所述构筑物三维模型所在的所述三维实景模型即为查询匹配结果。
[0010]步骤S4中，将所述智能移动终端的摄像头俯拍角度与所述三维实景模型进行关联是指：将所述三维实景模型的显示视角调整为与所述智能移动终端的摄像头俯拍角度相同。
[0011]步骤S5中，位于所述观测高台上的所述智能移动终端通过摄像头俯拍所述梁体，
将所述梁体的中心点移动轨迹转化为若干轨迹点，将所述轨迹点与所述三维实景模型中预设的所述竖向位置测点和所述水平位置测点分别进行判断，在所述竖向吊装路径中若所述梁体的轨迹点存在连续的三个点位偏移所述竖向位置测点，则表明所述梁体在竖向吊装过程中产生偏移情况；在所述水平移动路径中若所述梁体的轨迹点存在连续的三个点位偏移所述水平位置测点，则表明所述梁体在水平吊装过程中产生偏移情况。
[0012]步骤S5中，所述梁体的两端面上分别布设有第一激光测距仪，所述梁体的上表面两端分别布设有第二激光测距仪，通过所述第一激光测距仪来监测所述梁体的两端面与所述施工装置之间的间距，并通过所述第二激光测距仪来监测所述梁体的上表面与所述施工装置之间的间距。
[0013]步骤S5中，将所述梁体两端架设至所述支撑横梁上并在解除对所述梁体的吊装前，所述智能移动终端上的AR软件识别出所述支撑横梁的所述吊装就位聚类特征点，并判断所述梁体的端部是否在所述吊装就位聚类特征点上居中架设，若是则解除对所述梁体的吊装，进入到步骤S6中；若否则起吊所述梁体进行微调。
[0014]本专利技术的优点是：（1）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从云端服务器中匹配出相对应的三维实景模型，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR技术的可视化吊装施工危险报警方法，其特征在于所述报警方法包括以下步骤：S1：在施工现场的边界范围设置至少三个定位桩以及至少一个观测高台，在所述施工现场通过三维激光扫描装置对施工现场的既有构筑物以及所述定位桩进行三维激光扫描，以构建施工现场的所述三维实景模型；其中，将所述定位桩设为定位识别特征点、将所述既有构筑物设为聚类特征点，以作为所述三维实景模型的查询匹配关键要素；S2：在电脑端制作吊装设备三维模型以及梁体三维模型；将所述吊装设备三维模型和所述梁体三维模型导入至所述施工现场三维实景模型内；在所述施工现场三维实景模型内预设模拟出所述吊装设备三维模型吊装所述梁体三维模型的吊装移动路径；所述吊装移动路径划分为竖向吊装路径以及水平移动路径；所述竖向吊装路径由若干竖向位置测点拟合而成，所述竖向吊装路径两侧分布有若干具有潜在碰撞隐患的施工装置，所述施工装置设为碰撞聚类特征点；所述水平移动路径由若干水平位置测点拟合而成，所述水平移动路径上设置有支撑横梁，所述支撑横梁设为吊装就位聚类特征点；S3：在吊装施工前，施工人员站在所述观测高台上通过智能移动终端上的AR软件以俯拍角度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的三个所述定位识别特征点以及所述聚类特征点，基于所述定位识别特征点以及所述聚类特征点作为查询匹配关键要素在所述AR软件的云端服务器中进行查询匹配，将查询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吊装所述梁体三维模型的模拟吊装过程动画，所述模拟吊装过程动画包含所述吊装移动路径；S4：将所述智能移动终端通过支架固定架设于所述观测高台上，将所述智能移动终端的摄像头俯拍角度与所述三维实景模型进行关联；S5：在施工现场，运梁设备将梁体移动至施工现场的第一个吊装点位置，施工人员按照所述模拟吊装过程动画中所展示的所述吊装移动路径操作吊装设备：在所述梁体的下表面沿纵向间隔布设有至少三组激光测距装置且居中布设的所述激光测距装置位于所述梁体下表面的中心点位置，各组所述激光测距装置实时监测所述梁体下表面距地面的高度；居中设置的所述激光测距装置表示所述梁体的实时高度，布设于两侧的所述激光测距装置的监测高度同居中的所述激光测距装置的监测高度之差表示所述梁体的竖向振幅；操作吊装设备按照所述竖向吊装路径上吊所述梁体，上吊过程中，判断所述梁体是否连续沿所述竖向位置测点上吊移动、判断所述梁体的边界与所述施工装置的间距位于安全距离内、判断所述梁体的竖向振幅是否超过阈值，若判断发现存在任一偏移或超限情况，则通过设置于所述吊装设备驾驶室内的智能移动终端进行报警告知；操作所述吊装设备安装所述水平移动路径平移架设所述梁体，架设所述梁体过程中，判断所述梁体是否连续沿所述水平位置测点进行移动，若判断发现存在未连续沿所述水平位置测点进行移动则通过所述吊装设备驾驶室内的智能移动终端进行报警...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹丹，黄伟，曹振杰，李红卫，李圣荣，罗德纯，
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：