CN110989593A - 一种多工程机械综合施工系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种多工程机械综合施工系统及方法，包括至少一台无人机和多台工程机械，所述无人机分别与各台工程机械通信连接；所述无人机用于在施工前对施工位置进行航拍，创建出施工位置的地理三维点云图，然后将点云数据转换为3D数据并实时传输给各台工程机械和外置设备；各个工程机械按照接收到的3D数据进行自主任务规划并进行施工，并实时的将任务规划内容、各工程机械的位置和施工进展情况保存并传输给外置设备；本公开能够实现对施工进度和施工质量的实时监控，同时还能在每天施工结束后进行剩余施工时长计算，极大的提高了对工程施工进度的监控能力。
Description
技术领域
本公开涉及工程机械技术领域，特别涉及一种多工程机械综合施工系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
传统工程施工现场，有多台工程机械(挖掘机、装载机、平地机等)同时施工。
本公开发明人发现，(1)在施工过程中，多种多工程机械的施工协调性不是很好，施工质量、工程进度与设计相差较远、无法实时监督施工进度，施工过程智能化程度较差，影响工程进度，同时给客户带来较高施工成本；(2)每天作业量不是很准确，也无法获知工程施工剩余时长；(3)对于无人的多种工程机械共同施工时，无法根据现场具体施工情况进行任务重规划，容易导致施工混乱的情况。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种多工程机械综合施工系统及方法，能够实现对施工进度和施工质量的实时监控，同时还能在每天施工结束后进行剩余施工时长计算，极大的提高了对工程施工进度的监控能力。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种多工程机械综合施工系统。
一种多工程机械综合施工系统，包括至少一台无人机和多台工程机械，所述无人机分别与各台工程机械通信连接；
所述无人机用于在施工前对施工位置进行航拍，创建出施工位置的地理三维点云图，然后将点云数据转换为3D数据并实时传输给各台工程机械和外置设备；
各个工程机械按照接收到的3D数据进行自主任务规划并进行施工，并实时的将任务规划内容、各工程机械的位置和施工进展情况保存并传输给外置设备，最后在通过无人机测绘系统确认施工质量。
作为可能的一些实现方式，所述系统还包括设置在地面的至少一个全站仪和多个地面校准点，所述全站仪实时跟踪无人机位置，通过无人机摄影、地面校准点和全站仪位置，创建施工位置地理三维点云图。
作为可能的一些实现方式，各台工程机械之间通信连接，每台工程机械均设置有相应的任务规划模块，每台工程机械均根据接收到的3D数据进行任务规划，按照任务规划内容指导各台工程机械按顺序施工或者按时间施工。
作为进一步的限定，所述3D数据为三角多变形网络。
作为可能的一些实现方式，所述系统还包括主控平台，所述主控平台分别与各台工程机械、无人机和外置设备通信连接，所述主控平台包括任务规划模块，根据接收到的3D数据以及各台工程机械的位置进行任务规划，并将任务规划内容发送给外置设备的同时发送给各个工程机械进行按顺序或者按时间施工。
作为可能的一些实现方式，各台工程机械上均至少安装有加速度传感器、角度传感器、控制器和GNSS接收机，用于根据接收到的任务规划内容进行施工。
作为进一步的限定，所述外置设备包括多个移动智能终端，用于实时接收3D数据、各台工程机械位置、施工任务规划和施工进度数据。
作为更进一步的限定，所述移动智能终端还用于向主控平台发送任务变更信息，主控平台根据接收到的任务变更信息实时进行任务重规划，并将重规划的内容发送给各台工程机械，同时反馈给移动智能终端。
作为进一步的限定，所述无人机还用于在施工过程中按照设定间隔时间对施工位置进行航拍，得到施工过程中的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照最新接收到的3D数据进行任务重规划。
作为进一步的限定，所述无人机还用于在当天施工结束后对施工位置进行航拍，得到当天施工结束时的施工位置的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照接收到的当天施工结束时的3D数据进行任务规划，生成并保存任务清单，在第二天开机时发送给各台工程机械。
作为更进一步的限定，所述主控平台根据当天施工结束时的3D数据、各工程机械的位置、当天施工进度以及历史施工进度计算工程完工的剩余施工时长，根据计算得到的剩余施工工程与预设施工时长进行对比，判断是否需要修改施工规划的内容。
本公开第二方面提供了一种多工程机械综合施工方法，利用本公开第一方面所述的多工程机械综合施工系统；
多台工程机械之间进行数据共享，将多台工程机械计算得到的任务规划内容进行对比；
当多台工程机械的任务规划内容相同时，按照其中一台工程机械的任务规划内容进行按顺序施工或者按时间施工；
当任意两台之间的任务规划内容不一致时，暂停施工，接收主控平台的任务规划内容，各台工程机械按照主控平台发来的任务规划内容进行施工。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的无人机用于在施工前对施工位置进行航拍，创建出施工位置的地理三维点云图，然后将点云数据转换为3D数据，通过施工监测到的3D数据和各台工程机械的位置进行任务规划以指导施工，从而实现了对施工进度和施工质量的实时监控，极大的提高了多工程机械共同施工时的自动化程度。
2、本公开所述的系统在施工的过程中，无人机按照预设时间段进行航拍，定时的获取相应的施工3D数据，从而结合相应的工程机械位置进行施工任务重规划，极大的提高了对施工过程的掌控能力，实时的进行任务调整，进而实现了对施工过程的全面监控，极大的提高了施工效率。
3、本公开所述的系统在当日施工结束后，所述无人机还能够在当天施工结束后对施工位置进行航拍，得到当天施工结束时的施工位置的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照接收到的当天施工结束时的3D数据进行任务规划，生成并保存任务清单，在第二天开机时发送给各台工程机械，从而能够根据预估的完工时间与预设完工时间进行对比，及时的调整任务规划内容，从而保证按时完成施工任务。
4、本公开所述的系统能够及时把工程施工情况发送到客户的移动智能终端上，客户能够实时查看施工进度、当日施工完成量、施工规划内容以及剩余施工时长，同时还能够通过移动智能终端进行施工任务的调整，主控平台根据智能终端的指令进行任务重规划，从而真正的实现信息化和智能化的施工。
附图说明
图1为本公开实施例1所述的多工程机械综合施工系统的结构示意图。
图2为本公开实施例1所述的多工程机械综合施工系统的效果图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1-2所示，本公开实施例1提供了一种多工程机械综合施工系统，包括至少一台无人机和多台工程机械，所述工程机械可以是有人操控工程机械，也可以是无人操控工程机械，所述无人机分别与各台工程机械通信连接；
所述无人机用于在施工前对施工位置进行航拍，创建出施工位置的地理三维点云图，然后通过3D设计处理数据软件，计算出土壤容积，将点云数据转换为3D数据并实时传输给各台工程机械和外置设备；无人机自带软件Mission Plannner规划飞行航线，设置无人机飞行高度、速度与无人机方向。
各个工程机械按照接收到的3D数据进行自主任务规划并进行施工，并实时的将任务规划内容、各工程机械的位置和施工进展情况保存并传输给外置设备，最后在通过无人机测绘系统确认施工质量。
所述系统还包括设置在地面的至少一个全站仪和多个地面校准点，所述全站仪通过无人机上的摄像机棱镜实时跟踪无人机位置，通过无人机摄影、地面校准点和全站仪位置，创建施工位置地理三维点云图。
所述系统还包括主控平台，所述主控平台分别与各台工程机械、无人机和外置设备通信连接，所述主控平台包括任务规划模块，根据接收到的3D数据以及各台工程机械的位置进行任务规划，并将任务规划内容发送给外置设备的同时发送给各个工程机械进行按顺序或者按时间施工。
各台工程机械上均至少安装有加速度传感器、角度传感器、控制器和GNSS接收机，用于根据接收到的任务规划内容进行施工。
所述外置设备包括多个移动智能终端，用于实时接收3D数据、各台工程机械位置、施工任务规划和施工进度数据。
所述移动智能终端还用于向主控平台发送任务变更信息，主控平台根据接收到的任务变更信息实时进行任务重规划，并将重规划的内容发送给各台工程机械，同时反馈给移动智能终端。
所述无人机还用于在施工过程中按照设定间隔时间对施工位置进行航拍，得到施工过程中的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照最新接收到的3D数据进行任务重规划。
所述无人机还用于在当天施工结束后对施工位置进行航拍，得到当天施工结束时的施工位置的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照接收到的当天施工结束时的3D数据进行任务规划，生成并保存任务清单，在第二天开机时发送给各台工程机械。
所述主控平台根据当天施工结束时的3D数据、各工程机械的位置、当天施工进度以及历史施工进度计算工程完工的剩余施工时长，根据计算得到的剩余施工工程与预设施工时长进行对比，判断是否需要修改施工规划的内容。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种多工程机械综合施工系统，各台工程机械之间通信连接，每台工程机械均设置有相应的任务规划模块，每台工程机械均根据接收到的3D数据进行任务规划，多台工程机械之间进行数据共享，将多台工程机械计算得到的任务规划内容进行对比；
当多台工程机械的任务规划内容相同时，按照其中一台工程机械的任务规划内容进行按顺序施工或者按时间施工；
当任意两台之间的任务规划内容不一致时，暂停施工，接收主控平台的任务规划内容，各台工程机械按照主控平台发来的任务规划内容进行施工。
其他内容与实施例1中的内容相同，这里不再赘述。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多工程机械综合施工系统，其特征在于，包括至少一台无人机和多台工程机械，所述无人机分别与各台工程机械通信连接；
所述无人机用于在施工前对施工位置进行航拍，创建出施工位置的地理三维点云图，然后将点云数据转换为3D数据并实时传输给各台工程机械和外置设备；
各个工程机械按照接收到的3D数据进行自主任务规划并进行施工，并实时的将任务规划内容、各工程机械的位置和施工进展情况保存并传输给外置设备。
2.如权利要求1所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述系统还包括设置在地面的至少一个全站仪和多个地面校准点，所述全站仪实时跟踪无人机位置，通过无人机摄影、地面校准点和全站仪位置，创建施工位置地理三维点云图；
或者，各台工程机械之间通信连接，每台工程机械均设置有相应的任务规划模块，每台工程机械均根据接收到的3D数据进行任务规划，按照任务规划内容指导各台工程机械按顺序施工或者按时间施工。
3.如权利要求1所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述系统还包括主控平台，所述主控平台分别与各台工程机械、无人机和外置设备通信连接，所述主控平台包括任务规划模块，根据接收到的3D数据以及各台工程机械的位置进行任务规划，并将任务规划内容发送给外置设备的同时发送给各个工程机械进行按顺序或者按时间施工。
4.如权利要求1所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，各台工程机械上均至少安装有加速度传感器、角度传感器、控制器和GNSS接收机，用于根据接收到的任务规划内容进行施工。
5.如权利要求4所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述外置设备包括多个移动智能终端，用于实时接收3D数据、各台工程机械位置、施工任务规划和施工进度数据。
6.如权利要求5所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述移动智能终端还用于向主控平台发送任务变更信息，主控平台根据接收到的任务变更信息实时进行任务重规划，并将重规划的内容发送给各台工程机械，同时反馈给移动智能终端。
7.如权利要求3所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述无人机还用于在施工过程中按照设定间隔时间对施工位置进行航拍，得到施工过程中的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照最新接收到的3D数据进行任务重规划。
8.如权利要求3所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述无人机还用于在当天施工结束后对施工位置进行航拍，得到当天施工结束时的施工位置的3D数据，主控平台或者各台工程机械按照接收到的当天施工结束时的3D数据进行任务规划，生成并保存任务清单，在第二天开机时发送给各台工程机械。
9.如权利要求8所述的多工程机械综合施工系统，其特征在于，所述主控平台根据当天施工结束时的3D数据、各工程机械的位置、当天施工进度以及历史施工进度计算工程完工的剩余施工时长，根据计算得到的剩余施工工程与预设施工时长进行对比，判断是否需要修改施工规划的内容。
10.一种多工程机械综合施工方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的多工程机械综合施工系统；
多台工程机械之间进行数据共享，将多台工程机械计算得到的任务规划内容进行对比；
当多台工程机械的任务规划内容相同时，按照其中一台工程机械的任务规划内容进行按顺序施工或者按时间施工；
当任意两台之间的任务规划内容不一致时，暂停施工，接收主控平台的任务规划内容，各台工程机械按照主控平台发来的任务规划内容进行施工。
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