CN111294570B - 一种基于无人机的智能建筑建造系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的智能建筑建造系统及其使用方法，包括智能控制主机、指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；所述智能控制主机内植有智能控制芯片；所述指导型无人机上设有第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器、指导控制器，第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器分别与指导控制器连接；所述施工型无人机上设有第二摄像机、第二扫描仪、施工装置、施工控制器，第二摄像机、第二扫描仪、施工装置与施工控制器连接；所述监测型无人机上设有第三摄像机、第三扫描仪、监测控制器，第三摄像机、第三扫描仪与监测控制器连接。通过本发明，该发明新颖、实用性好、系统完备、控制操作智能化。

Description

一种基于无人机的智能建筑建造系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种基于无人机的智能建筑建造系统，属于智能土木工程技术领域。

背景技术

我国土木工程建造业目前已比较发达，但传统的土木工程建造还是主要由人工作业，尽管整个系统目前趋于完备，但智能化部分很少，很多工序由人工完成精确度和效率难以得到保障，但目前没有其他在这方面比较成熟的智能化设备。

发明内容

针对现有的技术不足，本发明目的是提供一种基于无人机的智能建筑建造系统及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明设计合理，操作系统完备，智能化程度高，可以帮助施工人员更加精确，高效地完成施工任务，并对整个工程进行辅助和监理。

本发明的目的是这样实现的，一种基于无人机的智能建筑建造系统，其特征是：包括智能控制主机、指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；

所述智能控制主机内植有智能控制芯片；

所述指导型无人机上设有第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器、指导控制器，第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器分别与指导控制器连接；

所述施工型无人机上设有第二摄像机、第二扫描仪、施工装置、施工控制器，第二摄像机、第二扫描仪、施工装置与施工控制器连接；

所述监测型无人机上设有第三摄像机、第三扫描仪、监测控制器，第三摄像机、第三扫描仪与监测控制器连接；

所述智能控制主机与指导控制器、施工控制器、监测控制器无线连接。

使用时，操作人员通过智能控制主机启动并操作指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；

需要进行放线工作时，操作人员通过智能控制主机输入施工现场地质信息、设计图纸资料并经智能控制主机发送至指导型无人机的指导控制器，指导控制器接受到智能控制主机传送的施工现场地质信息、设计图纸资料，指导控制器控制第一摄像仪、第一扫描仪工作，第一摄像仪对待放线处进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像仪拍摄的待放线处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待放线处图确定放线位置，对放线位置进行定位后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机通过激光发射器指示施工员进行放线；

需要进行钢筋布设工作时，操作人员将设计图纸资料通过智能控制主机传至指导型无人机的指导控制器，指导控制器控制第一摄像仪、第一扫描仪工作，第一摄像仪对建造中的建筑进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像仪拍摄的待布设钢筋处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待布设钢筋处图确定钢筋布设位置，确定钢筋布设位置后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机使用激光发射器在确定位置处通过激光标示钢筋布设位置，确保施工员可精确施工；

操作员通过智能控制主机输入操作命令和施工图纸并传输至施工型无人机，施工型无人机的施工控制器接收到操作命令和施工图纸后，施工控制器控制第二摄像机、第二扫描仪、施工装置工作，第二摄像机对待施工处进行拍摄，第二扫描仪对第二摄像机拍摄的待施工处图进行扫描，施工控制器结合操作命令、施工图纸、扫描的待施工处图，施工控制器向施工装置发送工作指令，施工装置进行工作；

操作员通过智能控制主机发送监控指令至监测型无人机，监测型无人机的监测控制器接收到监控指令后，启动第三摄像机、第三扫描仪，第三摄像机对待监控处进行拍摄，第三扫描仪对第三摄像机的拍摄图进行扫描，从而监测施工场地施工情况。

还设有电脑终端，指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机均与电脑终端无线连接，指导型无人机上第一摄像机、第一扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，施工型无人机上第二摄像机、第二扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，监测型无人机上第三摄像机、第三扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存；电脑终端将指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机的工作情况、监测的现场状况实时传送至施工方 、建设方和监理方。

本发明先进科学，通过本发明提供了一种基于无人机的智能建筑建造系统及其使用方法，包括智能控制主机、指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机、电脑终端，所述智能控制主机内植有智能控制芯片，控制整体运作。所述指导型无人机设有第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器，所述施工型无人机设有第二摄像机、第二扫描仪、施工装置，所述监测型无人机设有第三摄像机、第三扫描仪。智能控制主机内植入了智能芯片，可用于控制全局各个装置。指导型无人机设有第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器，可用于指导，定位，帮助施工人员进行放线定位、布设钢筋等施工。施工型无人机设置有第二摄像机、第二扫描仪、施工装置，可独立进行部分结构的施工。监测型无人机设有第三摄像机和第三扫描仪，可在施工场地监测施工情况。指导型无人机、施工型无人机可协助或执行施工操作，进行项目施工，监测型无人机可监测整体施工情况，无人机的摄像机和扫描仪监测结果均实时传送到电脑终端。电脑终端可将无人机的工作情况，无人机监测的现场状况实时传送至施工方建设方和监理方。

相对现有技术，本发明的积极效果：一种基于无人机的智能建筑建造系统，包括智能控制主机，可通过智能控制主机控制的三种无人机（指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机）和电脑终端。有益效果为：

1、智能控制主机可通过智能控制芯片操控数台不同的无人机（指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机）进行施工辅助并对施工现场加以监控，智能化程度高，对施工全程把握程度高。

2、三种无人机（指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机）分管指导、施工、监测，一方面可帮助施工员进行施工或者自主进行施工，另一方面可监测工程的进行，节省了一部分人力，提高了工程施工的精确度，智能化程度高，精确度高。

3、三种无人机（指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机），指导和施工型无人机可将施工进度传至终端，监测型无人机可将现场整体状况传至终端，施工方，建设方，监理方均可通过终端了解工程情况。

4、该智能建筑建造系统设计新颖，精确度高，效率高，实用性强，安全度高，智能化程度高。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图以及附图说明对本发明做进一步说明。

一种基于无人机的智能建筑建造系统，包括智能控制主机、指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；智能控制主机内植有智能控制芯片；在指导型无人机上设置第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器、指导控制器，第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器分别与指导控制器连接；在施工型无人机上设置第二摄像机、第二扫描仪、施工装置、施工控制器，第二摄像机、第二扫描仪、施工装置与施工控制器连接；监测型无人机上设置第三摄像机、第三扫描仪、监测控制器，第三摄像机、第三扫描仪与监测控制器连接；智能控制主机与指导控制器、施工控制器、监测控制器无线连接。

使用时，操作人员通过智能控制主机启动并操作指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；

需要进行放线工作时，操作人员通过智能控制主机输入施工现场地质信息、设计图纸资料并经智能控制主机发送至指导型无人机的指导控制器，指导控制器接受到智能控制主机传送的施工现场地质信息、设计图纸资料，指导控制器控制第一摄像仪、第一扫描仪工作，第一摄像仪对待放线处进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像仪拍摄的待放线处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待放线处图确定放线位置，对放线位置进行定位后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机通过激光发射器指示施工员进行放线。

需要进行钢筋布设工作时，操作人员将设计图纸资料通过智能控制主机传至指导型无人机的指导控制器，指导控制器控制第一摄像仪、第一扫描仪工作，第一摄像仪对建造中的建筑进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像仪拍摄的待布设钢筋处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待布设钢筋处图确定钢筋布设位置，确定钢筋布设位置后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机使用激光发射器在确定位置处通过激光标示钢筋布设位置，确保施工员可精确施工。

操作员通过智能控制主机输入操作命令和施工图纸并传输至施工型无人机，施工型无人机的施工控制器接收到操作命令和施工图纸后，施工控制器控制第二摄像机、第二扫描仪、施工装置工作，第二摄像机对待施工处进行拍摄，第二扫描仪对第二摄像机拍摄的待施工处图进行扫描，施工控制器结合操作命令、施工图纸、扫描的待施工处图，施工控制器向施工装置发送工作指令，施工装置进行工作。

操作员通过智能控制主机发送监控指令至监测型无人机，监测型无人机的监测控制器接收到监控指令后，启动第三摄像机、第三扫描仪，第三摄像机对待监控处进行拍摄，第三扫描仪对第三摄像机的拍摄图进行扫描，从而监测施工场地施工情况。

还设置有电脑终端，指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机均与电脑终端无线连接，指导型无人机上第一摄像机、第一扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，施工型无人机上第二摄像机、第二扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，监测型无人机上第三摄像机、第三扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存；电脑终端将指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机的工作情况、监测的现场状况实时传送至施工、方建设方和监理方。

因此，操作人员通过所述智能控制主机启动并操作数台指导型无人机、施工型无人机和监测型无人机。指导型无人机与施工员配合完成工作，需要进行放线工作时，操作人员通过智能控制主机输入施工现场地质信息、设计图纸等资料至指导型无人机并输入操作指令，指导型无人机结合所述智能控制主机传送的信息资料，通过摄像仪和扫描仪确定放线位置，对放线位置进行定位后，指导型无人机通过激光发射器指示施工员进行放线；需要进行布设钢筋工作时，操作人员将设计图纸等资料通过智能控制主机传至指导型无人机，指导型无人机通过摄像机、扫描仪对建造中的建筑进行扫描，结合设计图纸确定钢筋布设位置，确定位置后所述指导型无人机使用激光发射器在相应位置通过激光标示钢筋布设准确位置，确保施工员可精确施工。施工型无人机可独立进行部分施工工作，操作员通过智能控制主机输入操作命令和施工图纸后，所述施工型无人机可自主进行喷浆作业。所述监测型无人机在每日施工开始至结束期间盘旋于施工现场，监测各项施工并将个部分施工进程，其他无人机运作情况等信息实时传输至电脑终端，供操作员，施工方，建设方，监理方随时查看。三方可远程了解监控工程的进度。该系统，智能化程度高，节省了大量的人力物力，提高了工程的精确度和安全性，发明新颖高效，设计合理，操作简便。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种基于无人机的智能建筑建造系统，其特征是：包括智能控制主机、指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；

所述智能控制主机内植有智能控制芯片；

所述指导型无人机上设有第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器、指导控制器，第一摄像机、第一扫描仪、激光发射器分别与指导控制器连接；

所述施工型无人机上设有第二摄像机、第二扫描仪、施工装置、施工控制器，第二摄像机、第二扫描仪、施工装置与施工控制器连接；

所述监测型无人机上设有第三摄像机、第三扫描仪、监测控制器，第三摄像机、第三扫描仪与监测控制器连接；

所述智能控制主机与指导控制器、施工控制器、监测控制器无线连接；

还设有电脑终端，指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机均与电脑终端无线连接，指导型无人机上第一摄像机、第一扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，施工型无人机上第二摄像机、第二扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存，监测型无人机上第三摄像机、第三扫描仪进行拍摄扫描结果均传送至电脑终端保存；电脑终端将指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机的工作情况、监测的现场状况实时传送至施工方、建设方和监理方；

使用时，操作人员通过智能控制主机启动并操作指导型无人机、施工型无人机、监测型无人机；

需要进行放线工作时，操作人员通过智能控制主机输入施工现场地质信息、设计图纸资料并经智能控制主机发送至指导型无人机的指导控制器，指导控制器接收 到智能控制主机传送的施工现场地质信息、设计图纸资料，指导控制器控制第一摄像机 、第一扫描仪工作，第一摄像机 对待放线处进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像机 拍摄的待放线处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待放线处图确定放线位置，对放线位置进行定位后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机通过激光发射器指示施工员进行放线；

需要进行钢筋布设工作时，操作人员将设计图纸资料通过智能控制主机传至指导型无人机的指导控制器，指导控制器控制第一摄像机 、第一扫描仪工作，第一摄像机 对建造中的建筑进行拍摄，通过第一扫描仪对第一摄像机 拍摄的待布设钢筋处图进行扫描，指导控制器结合设计图纸资料、扫描的待布设钢筋处图确定钢筋布设位置，确定钢筋布设位置后，指导控制器向激光发射器发送开启指令，指导型无人机使用激光发射器在确定位置处通过激光标示钢筋布设位置，确保施工员可精确施工；

操作员通过智能控制主机输入操作命令和施工图纸并传输至施工型无人机，施工型无人机的施工控制器接收到操作命令和施工图纸后，施工控制器控制第二摄像机、第二扫描仪、施工装置工作，第二摄像机对待施工处进行拍摄，第二扫描仪对第二摄像机拍摄的待施工处图进行扫描，施工控制器结合操作命令、施工图纸、扫描的待施工处图，施工控制器向施工装置发送工作指令，施工装置进行工作；

操作员通过智能控制主机发送监控指令至监测型无人机，监测型无人机的监测控制器接收到监控指令后，启动第三摄像机、第三扫描仪，第三摄像机对待监控处进行拍摄，第三扫描仪对第三摄像机的拍摄图进行扫描，从而监测施工场地施工情况。

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