CN109190219A - 一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，通过带有深度摄像头的无人机获得施工现场的图像信息数据，通过图像合成处理系统将图像信息数据处理整合并进行实景三维建模，通过数据报送系统将项目工程现场已完实际工程量的数据以及计划工程量的数据上传，通过工程设计模型三维展示系统将工地现场采集的实时数据通过三维实景模型进行展示，通过数据查询系统使用户可以通过微信应用软件获取工程最新进度信息，找出关键线路的工程赢得值，生成赢得值曲线，实现工程项目的进度控制。本发明在三维实景的基础上，对项目现场的最新进度进行展示并提供与工程预计完成情况的对比，为项目的进度控制提供帮助。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，涉及工程施工技术领域。
背景技术
工程施工进度控制是项目施工中重要的一环，但是现在的控制系统一般相对来说比较的片面，不会是针对整体的工程项目进行的进度控制，大部分是一个面进行的进度控制。这样进行的进度控制就会不准确。倾斜摄影技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从1个垂直、4个倾斜共5个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实感官世界。倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，使不同地区的用户能够通过项目实际已完成部分的三维实景模型，与项目计划完成的虚线三维模型对比，更直观的查询了解到项目的进度情况，为用户进行项目的进度控制提供帮助。
本发明采取的技术方案为：
一种基于三维实景模型的形象进度控制系统，该系统包括工程实体图像采集系统、图像合成处理系统、数据报送系统、工程设计模型三维展示系统、数据查询系统；
所述工程实体图像采集系统包括无人机，无人机对施工地段拍摄的方式进行图像信息采集，无人机使用GPS全球定位系统，通过GPS全球定位系统自带的WGS-84坐标系精确地进行坐标拾取，找到计划拍摄的规定点的经度、纬度、高度，飞至规定点进行360度的图像拍摄，以完成工程项目的实景全景拍摄；
所述图像合成处理系统包括图像处理软件，所述图像处理软件采用Altizure软件进行采集的工程项目实景图像的三维实景建模，使得在每一个规定点拍摄所得的实景图像，能够形成360度无死角的实景全景图，继而处理组合成为整个项目工程的三维实景模型；
每一次实景拍摄经过图像处理软件处理形成三维实景模型前，都使用CAD软件进行一次处理，将整个项目中计划完成工程量用虚线进行三维建模，形成虚线三维模型。
所述数据报送系统，工作人员每次在无人机拍摄前，首先将CAD虚线建模的项目虚线三维模型在对应部分标出计划工程量的数据，之后现场施工人员在每次无人机拍摄实景全景图时，进行一次数据测量，与此同时系统工作人员进行关键线路相关部分数据的计算；
所述工程设计模型三维展示系统，用户通过每次更新维护后的系统在工程项目的任意一个位置观察到项目的施工情况，用户通过项目已完成部分的三维实景模型与计划完成部分的虚线三维模型重叠起来对比，清楚形象地了解到项目具体的进展、项目的变更、实际与计划工程量的偏差，从而达到辅助用户对项目的工期进度进行控制的目的；
所述数据查询系统，通过使用赢得值法中的进度偏差公式：进度偏差=已完工作预算费用-计划工作预算费用（SV=BCWP-BCWS）来计算进度的偏差，当进度偏差为负值时，表示进度延误，即实际进度落后于计划进度；当进度偏差为正值时，表示进度提前，即实际进度快于计划进度。
所述工程实体图像采集系统，根据用户的查询需要，无人机每间隔一段固定的时间就进行一次全景拍摄。
所述无人机采用深度摄像头的大疆无人机，摄像头1个垂直、4个倾斜，共5个，能同时从5个不同角度采集影像。
所述数据报送系统，工作人员每次更新维护系统时根据实际工程最新测量得出的数据在三维实景模型中在对应位置进行实物标注；
系统中插件2根据虚线三维实景模型自动计算出计划工程量，
系统中插件3根据三维实景模型自动计算出实际已完工程量；
系统中插件4会根据插件2计算出的计划工程量以及插件3计算出的实际已完工程量自动绘制出2条以进度时间为x轴，累计完成工作任务量为y轴的S形曲线，其中一条曲线代表实际进度，另一条曲线代表计划进度；
系统工作人员根据计划工期使用Project软件，找出项目关键路径以及其他路径，并利用公式：关键度=线路项目总工期/总工期计算出每条项目路径的关键度，关键度越大则线路项目越关键；用户通过路径的关键度，来找出最为重要的几条支线上的项目进度用于重点观察；数据整理完毕上传至云服务器端后进行一次更新维护。
所述数据查询系统，通过插件1用户设定工程预算单价后，系统会自动根据云服务器端中实际已完工程量与计划工程量更新的数据计算出进度偏差，当进度偏差为负值时，云服务器端上的控制软件会发送预警提示，通过微信公众平台推送到用户安装有微信的电脑、智能手机、平板电脑，提示用户此时应该对项目进行进度调整；
除此以外，当项目路径支线的关键度达到设定的阈值以下时，云服务器端上的控制软件同样会通过微信发送预警，提示用户此时应该对项目进行进度调整，用户可以通过安装有微信应用软件的电脑、智能手机、平板电脑登录微信，并关注相应微信公众平台，点击微信上的自定义菜单，微信公众平台会从云服务器端实时调用最新项目进度数据接口，最新项目进度三维实景模型可以以HTML5 网页的形式显示，用户可以登录HTML5网页观看到最新的项目三维实景模型用于项目进度控制。
本发明一种基于三维实景模型的形象进度控制系统，利用消费级无人机采集影像，制作三维实景模型的方案。该方案测量效率高，方便灵活，可控性强，可为某些项目工程的进度控制提供参考作用。
附图说明
图1为本发明系统构成示意图。
图2为工程设计模型三维展示系统的示意图；
图2中：A表示计划工程量，B表示实际已完工程量。
图3为项目工程实景模型的示意图。
具体实施方式
一种基于三维实景模型的形象进度控制系统，该系统包括：工程实体图像采集系统、图像合成处理系统、数据报送系统、工程设计模型三维展示系统、数据查询系统。
所述工程实体图像采集系统包括无人机，无人机对施工地段拍摄的方式进行图像信息采集，无人机使用GPS全球定位系统，通过GPS全球定位系统自带的WGS-84坐标系精确地进行坐标拾取，找到计划拍摄的规定点的经度、纬度、高度，飞至规定点进行360度的图像拍摄，以完成工程项目的实景全景拍摄。
所述图像合成处理系统包括图像处理软件，所述图像处理软件采用Altizure软件进行采集的工程项目实景图像的三维实景建模如图3所示，使得在每一个规定点拍摄所得的实景图像，能够形成360度无死角的实景全景图，继而处理组合成为整个项目工程的三维实景模型；每一次实景拍摄经过图像处理软件处理形成三维实景模型前，都使用CAD软件进行一次处理，将整个项目中计划完成工程量用虚线进行三维建模，形成虚线三维模型如图2所示。
所述数据报送系统即:按照要求建立的EAST数据报送系统，工作人员每次在无人机拍摄前，首先，将CAD虚线建模的项目虚线三维模型在对应部分标出计划工程量的数据按照实际建好的工程量与计划工程量的比，这样就容易很直观的看出计划工程量的多少。之后现场施工人员在每次无人机拍摄实景全景图时，进行一次数据测量，与此同时系统工作人员进行关键线路的所需时间的计算看按照目前的速度是否可以按工期完成。
所述利用Altizure软件设计的工程模型三维展示系统，用户通过每次更新维护后的系统在工程项目的任意一个位置观察到项目的施工情况，用户通过项目已完成部分的三维实景模型与计划完成部分的虚线三维模型进行对比如图2所示。可将虚线部分向下平移与已完成部分重合，清楚形象地了解到项目具体的进展、项目的变更、实际与计划工程量的偏差，从而达到辅助用户对项目的工期进度进行控制的目的。
所述数据查询系统，通过使用赢得值法中的进度偏差公式：进度偏差=已完工作预算费用-计划工作预算费用（SV=BCWP-BCWS）来计算进度的偏差，算出来进度偏差后，可以很简单的看出按照计划能否赶上工期是否需要提速。其中：SV表示进度偏差，BCWP表示已完工作预算费用，BCWS表示计划工作预算费用。
所述工程实体图像采集系统，根据用户的查询需要，无人机每间隔一段固定的时间就进行一次全景拍摄。
所述无人机采用深度摄像头的经纬M600型的大疆无人机，摄像头1个垂直、4个倾斜，共5个，能同时从5个不同角度采集影像。
所述数据报送系统，工作人员每次更新维护系统时根据实际工程最新测量得出的数据，在三维实景模型中在对应位置进行实物标注。系统中插件2编写程序算出虚线三维实体的体积根据虚线三维实景模型与单位工程量比较后自动计算出计划工程量。系统中插件3沿用2中的程序算出三维实体的体积根据三维实景模型与单位工程量的比较后自动计算出实际已完工程量；系统中利用Mathlab将插件2计算出的计划工程量以及插件3计算出的实际已完工程量数据导入利用plot自动绘制出2条以进度时间为x轴，累计完成工作任务量为y轴的S形曲线，其中一条曲线代表实际进度，另一条曲线代表计划进度。
系统工作人员根据计划工期使用Project软件，找出项目关键路径以及其他路径，
项目关键路径指的是：项目关键路径是指网络终端元素的元素的序列，该序列具有最长的总工期并决定了整个项目的最短完成时间。关键路径的工期决定了整个项目的工期。
其他路径指的是：除去项目关键路径外的其他的路径。
并利用公式：关键度=线路项目总工期/总工期计算出每条项目路径的关键度，关键度越大则线路项目越关键；用户通过路径的关键度比较，来找出最为重要的几条支线上的项目进度用于重点观察；数据整理完毕上传至云服务器端后进行一次更新维护。
所述数据查询系统，通过插件1用户设定工程预算单价后，系统会自动根据云服务器端中实际已完工程量与计划工程量更新的数据计算出进度偏差，当进度偏差为负值时，说明进度差了，这时云服务器端上的控制软件会发送预警提示，通过微信公众平台推送到用户安装有微信的电脑、智能手机、平板电脑，提示用户此时应该对项目进行进度调整。
除此以外，当项目路径支线的关键度达到设定的阈值以下时，云服务器端上的控制软件同样会通过微信发送预警，提示用户此时应该对项目进行进度调整，用户可以通过安装有微信应用软件的电脑、智能手机、平板电脑登录微信，并关注相应微信公众平台，点击微信上的自定义菜单，微信公众平台会从云服务器端实时调用最新项目进度数据接口，最新项目进度三维实景模型可以以HTML5 网页的形式显示，用户可以登录HTML5网页观看到最新的项目三维实景模型用于项目进度控制。
所述数据查询系统采用安装有微信应用软件的电脑、智能手机、或者平板电脑。
一种基于三维实景模型的形象进度控制系统，通过带有深度摄像头的无人机获得施工现场的图像信息数据，通过图像合成处理系统将图像信息数据处理整合并进行实景三维建模，通过数据报送系统将项目工程现场已完实际工程量的数据以及计划工程量的数据上传，通过工程设计模型三维展示系统将工地现场采集的实时数据通过三维实景模型进行展示，通过数据查询系统使用户可以通过微信应用软件获取工程最新进度信息，找出关键线路的工程赢得值，生成赢得值曲线，实现工程项目的进度控制。该系统在三维实景的基础上对项目现场的最新进度进行展示并提供与工程预计完成情况的对比，为项目的进度控制提供帮助。
所述图像处理软件采用Altizure软件进行采集的工程项目实景图像的三维实景建模
所述图像处理软件采用CAD软件进行计划完成工程的虚线三维建模。
所述云端服务器采用腾讯云。
一种基于三维实景模型的形象进度控制方法，包括以下步骤：
步骤1：根据工程项目所在地区具体的地形以及用户的需要，通过使用带有深度摄像头的无人机对施工地段定期拍摄的方式进行图像信息采集。深度摄像头除了能够获取平面图像以外还可以获得拍摄对象的深度信息，也就是三维的位置和尺寸信息，于是整个计算系统就获得了环境和对象的三维立体数据。
步骤2：将通过带有深度摄像头的无人机采集的图像数据信息使用相关图像处理软件进行实景三维建模处理；将计划工程完成部分使用相关图像处理软件进行虚线三维建模处理。
步骤3：通过网络将计算机或智能手机与云服务器端连接，将实际工程中测量得出的数据根据用户需要定期上传发送至云服务器端进行数据更新，使用户能在第一时间利用微信应用软件查询到工程的最新进度。
步骤4：根据施工现场项目构建对应的三维实景模型与虚线三维模型，将实际工程中测量出的有关数据在三维实景模型中分别对应进行标注，将计划工程的相关数据在虚线三维模型中对应进行标注，以可视化的三维实景模型展示施工现场项目进度的最新数据以及与计划施工进度的偏差。
步骤5：通过安装装有微信应用软件的计算机、智能手机或平板电脑实时从云服务器端获取工程项目的最新施工进度数据。
Claims (7)
1.一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，该系统包括：工程实体图像采集系统、图像合成处理系统、数据报送系统、工程设计模型三维展示系统、数据查询系统；
所述工程实体图像采集系统包括无人机，无人机用于对施工地段拍摄的方式进行图像信息采集，无人机使用GPS全球定位系统，通过GPS全球定位系统自带的坐标系精确地进行坐标拾取，找到计划拍摄的规定点的经度、纬度、高度，飞至规定点,进行360°的图像拍摄，以完成工程项目的实景全景拍摄；
所述图像合成处理系统包括图像处理软件，所述图像处理软件进行采集的工程项目实景图像的三维实景建模，使得在每一个规定点拍摄所得的实景图像，形成360°无死角的实景全景图，继而处理组合成为整个项目工程的三维实景模型；
每一次实景拍摄经过图像处理软件处理形成三维实景模型前，都使用CAD软件进行一次处理，将整个项目中计划完成工程量用虚线进行三维建模，形成虚线三维模型；
所述数据报送系统，工作人员每次在无人机拍摄前，首先将CAD虚线建模的项目虚线三维模型在对应部分标出计划工程量的数据，之后现场施工人员在每次无人机拍摄实景全景图时，进行一次数据测量，与此同时系统工作人员进行关键线路相关部分数据的计算；
所述工程设计模型三维展示系统，用户通过每次更新维护后的系统在工程项目的任意一个位置观察到项目的施工情况，用户通过项目已完成部分的三维实景模型与计划完成部分的虚线三维模型重叠起来对比，清楚形象地了解到项目具体的进展、项目的变更、实际与计划工程量的偏差，从而达到辅助用户对项目的工期进度进行控制的目的；
所述数据查询系统，通过使用赢得值法中的进度偏差公式：进度偏差=已完工作预算费用-计划工作预算费用来计算进度的偏差，当进度偏差为负值时，表示进度延误，即实际进度落后于计划进度；当进度偏差为正值时，表示进度提前，即实际进度快于计划进度。
2.根据权利要求1所述一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，其特征在于：所述工程实体图像采集系统，根据用户的查询需要，无人机每间隔一段固定的时间就进行一次全景拍摄。
3.根据权利要求1所述一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，其特征在于：所述无人机采用深度摄像头的大疆无人机，摄像头1个垂直、4个倾斜，共5个，能同时从5个不同角度采集影像。
4.根据权利要求1所述一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，其特征在于：所述数据报送系统，工作人员每次更新维护系统时根据实际工程最新测量得出的数据在三维实景模型中在对应位置进行实物标注；
系统中插件2根据虚线三维实景模型自动计算出计划工程量，
系统中插件3根据三维实景模型自动计算出实际已完工程量；
系统中插件4会根据插件2计算出的计划工程量以及插件3计算出的实际已完工程量自动绘制出2条以进度时间为x轴，累计完成工作任务量为y轴的S形曲线，其中一条曲线代表实际进度，另一条曲线代表计划进度；
系统工作人员根据计划工期使用软件找出项目关键路径以及其他路径，并利用公式：关键度=线路项目总工期/总工期计算出每条项目路径的关键度，关键度越大则线路项目越关键；用户通过路径的关键度，来找出最为重要的几条支线上的项目进度用于重点观察；数据整理完毕上传至云服务器端后进行一次更新维护。
5.根据权利要求1所述一种基于三维实景的工程项目形象进度控制系统，其特征在于：所述数据查询系统，通过插件1用户设定工程预算单价后，系统会自动根据云服务器端中实际已完工程量与计划工程量更新的数据计算出进度偏差，当进度偏差为负值时，云服务器端上的控制软件会发送预警提示，通过微信公众平台推送到用户安装有微信的电脑、智能手机、平板电脑，提示用户此时应该对项目进行进度调整；
除此以外，当项目路径支线的关键度达到设定的阈值以下时，云服务器端上的控制软件同样会通过微信发送预警，提示用户此时应该对项目进行进度调整，用户可以通过安装有微信应用软件的电脑、智能手机、平板电脑登录微信，并关注相应微信公众平台，点击微信上的自定义菜单，微信公众平台会从云服务器端实时调用最新项目进度数据接口，最新项目进度三维实景模型以HTML5 网页的形式显示，用户登录HTML5网页观看到最新的项目三维实景模型用于项目进度控制。
6.一种基于三维实景模型的形象进度控制方法，其特征在于：通过带有深度摄像头的无人机获得施工现场的图像信息数据，通过图像合成处理系统将图像信息数据处理整合并进行实景三维建模，通过数据报送系统将项目工程现场已完实际工程量的数据以及计划工程量的数据上传，通过工程设计模型三维展示系统将工地现场采集的实时数据通过三维实景模型进行展示，通过数据查询系统使用户可以通过微信应用软件获取工程最新进度信息，找出关键线路的工程赢得值，生成赢得值曲线，实现工程项目的进度控制。
7.一种基于三维实景模型的形象进度控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：根据工程项目所在地区具体的地形以及用户的需要，通过使用带有深度摄像头的无人机对施工地段定期拍摄的方式进行图像信息采集；
深度摄像头除了能够获取平面图像以外还可以获得拍摄对象的深度信息，也就是三维的位置和尺寸信息，于是整个计算系统就获得了环境和对象的三维立体数据；
步骤2：将通过带有深度摄像头的无人机采集的图像数据信息使用相关图像处理软件进行实景三维建模处理；将计划工程完成部分使用相关图像处理软件进行虚线三维建模处理；
步骤3：通过网络将计算机或智能手机与云服务器端连接，将实际工程中测量得出的数据根据用户需要定期上传发送至云服务器端进行数据更新，使用户能在第一时间利用微信应用软件查询到工程的最新进度；
步骤4：根据施工现场项目构建对应的三维实景模型与虚线三维模型，将实际工程中测量出的有关数据在三维实景模型中分别对应进行标注，将计划工程的相关数据在虚线三维模型中对应进行标注，以可视化的三维实景模型展示施工现场项目进度的最新数据以及与计划施工进度的偏差；
步骤5：通过安装装有微信应用软件的计算机、智能手机或平板电脑实时从云服务器端获取工程项目的最新施工进度数据。
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