CN112683171A - 一种测算土方工程量的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测算土方工程量的方法及装置，装置包括多个无人机、获取模块和计算模块，每一无人机上均安装有摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，其方法中利用多个无人机携带摄像头，红外扫描感应器和激光雷达在土方上空进行扫描，可以准确的获得土方的地形数据，并建立土方的三维地形图，从而根据三维地形图可以计算得到第一土方量；在一次挖方之后，再次利用无人机可以得到第二土方量，两次的差值就是一次挖方的工程量，相比于原有的安装车量和图纸估算，更加准确的确定了实际的土方工程量，避免了运输和工程损耗带来的误差，提高了投资控制、人力、机具、车辆的配备和工程的计量以及竣工后工程价款结算的准确性，具备很好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及土方施工技术领域，尤其涉及一种测算土方工程量的方法及装置。
背景技术
土方工程是建筑工程施工中的主要工程之一，包括场地平整、基坑开挖、人防工程开挖、地秤填土、路基填筑以及基坑回填，其中场地整平是基础施工中最先开始的环节。
但是在施工中，需要将整个土方的工程量计算清楚，以保证施工组织中的人力、机具、车辆的配备和工程的计量以及竣工后工程价款结算的准确性。目前没有合适的计算方法可供参考，导致工程前仅依据装车量或者图纸计算量为基础安排相关工作，在运输和估算过程中会造成误差，给工程计量、投资控制、结算等带来较大的难度。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够分析计算出实际土方工程量的测算方法，以便保证施工组织中的人力、机具、车辆的配备和工程的计量以及竣工后工程价款结算的准确性。
本发明提供一种测算土方工程量的方法，包括以下步骤：
在多个无人机上安装摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得土方的地形数据；
根据土方的地形数据建立土方的三维地形图，计算得到第一土方量d1；
利用机具挖方并逐步将部分土方迁移；
利用多个无人机在剩余的土方上空进行扫描，获得剩余的土方的地形数据；
根据剩余的土方的地形数据建立剩余的土方的三维地形图，计算得到第二土方量d2；
计算第一土方量d1和第二土方量d2的差值，得到土方工程量δd。
可选的，测算土方工程量的方法还包括根据公式
计算得到剩余土方的挖方工程时间，其中n为挖方的机具组数，δt为机具挖方的时间，T为剩余的土方的挖方工程时间；m为再次挖方采用的机具组数。
可选的，利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得土方的地形数据具体包括：
控制多个无人机在土方上空等间隔并排布置；
控制多个无人机在土方上空的同一高度沿直线飞行；
获取土方到无人机的距离数据。
可选的，根据土方的地形数据建立土方的三维地形图具体包括：
绘制同一无人机在直线飞行线路上的距离数据连成的第一曲线；
绘制多个无人机在直线飞行线路上同一位置的距离数据连成的第二曲线；
将第一曲线和第二曲线的编织成网，形成三维地形图。
可选的，利用多个无人机在剩余的土方上空进行扫描，获得剩余的土方的地形数据具体包括：
控制多个无人机在剩余的土方上空等间隔并排布置；
控制多个无人机在剩余的土方上空的同一高度沿直线飞行；
获取剩余的土方到无人机的距离数据。
本发明还提供一种测算土方工程量的装置，包括：
多个无人机，每一无人机上均安装有摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，多个无人机用于在土方上空进行扫描；
获取模块，安装于无人机，用于获得土方的地形数据；
计算模块，用于根据土方的地形数据建立土方的三维地形图，计算得到土方量。
可选的，计算模块还用于计算第一土方量d1和第二土方量d2的差值，得到土方工程量。本发明还提供一种共聚焦内窥镜图像修正拼接装置，包括处理器以及存储器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上述的测算土方工程量的方法。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种测算土方工程量的方法，由于利用多个无人机携带摄像头，红外扫描感应器和激光雷达在土方上空进行扫描，可以准确的获得土方的地形数据，并建立土方的三维地形图，从而根据三维地形图可以计算得到第一土方量；在一次挖方之后，再次利用无人机可以得到第二土方量，两次的差值就是一次挖方的工程量，相比于原有的按装车量和图纸估算，更加准确的确定了实际的土方工程量，避免了运输和工程损耗带来的误差，提高了投资控制、人力、机具、车辆的配备和工程的计量以及竣工后工程价款结算的准确性，具备很好的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的测算土方工程量的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。
实施例一
结合图1所示，本发明的实施例一公开的测算土方工程量的方法包括以下步骤：
S01、在多个无人机上安装摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得土方的地形数据。也就是说，在本实施例的步骤S01中，每一个无人机上都安装有摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，方便无人机根据实际需要采集数据。而本步骤中的利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得土方的地形数据具体包括：先控制多个无人机在土方上空等间隔并排布置，即控住多个无人机沿土方的宽度方向一字排开。容易理解的是，无人机的数量根据土方的量进行确定，需要使多个无人机一字排开后的扫描范围能够全部覆盖土方的宽度；接着控制多个无人机在土方上空的同一高度沿直线飞行，该飞行方向在同一水平高度上垂直于多个无人机一字排开的方向，在飞行过程中，无人机通过摄像头，红外扫描感应器和激光雷达获取土方到无人机的距离数据。
S02、根据土方的地形数据建立土方的三维地形图，计算得到第一土方量d1。也就是说，在本实施例的步骤S02中，每一个无人机所采集到的土方的地形数据都会被汇总建立土方的三维地形图。具体来讲，根据土方的地形数据建立土方的三维地形图包括：先绘制同一无人机在直线飞行线路上的距离数据连成的第一曲线，就可以得到该无人机飞行线路上的土方的地形高度曲线；接着绘制多个无人机在直线飞行线路上同一位置的距离数据连成的第二曲线，就可以得到一排无人机下方的土方的地形高度曲线，该第二曲线与第一曲线在水平面上的投影是垂直的，从而编织成网状，将网状的各个面闭合最终形成土方的三维地形图。
S03、利用机具挖方并逐步将部分土方迁移。在本步骤S03中，正常施工，利用机具挖方并逐步将部分土方迁移。
S04、利用多个无人机在剩余的土方上空进行扫描，获得剩余的土方的地形数据。也就是说，在本实施例的步骤S04中，再次利用多个无人机沿着步骤S01中的线路在剩余的土方上空进行扫描，从而获得剩余的土方的地形数据。具体来说：先控制多个无人机在剩余的土方上空等间隔并排布置，即控住多个无人机沿剩余的土方的宽度方向一字排开。容易理解的是，无人机的数量根据土方的量进行确定，需要使多个无人机一字排开后的扫描范围能够全部覆盖土方的宽度；接着控制多个无人机在剩余的土方上空的同一高度沿直线飞行，该飞行方向在同一水平高度上垂直于多个无人机一字排开的方向，在飞行过程中，无人机通过摄像头，红外扫描感应器和激光雷达获取剩余的土方到无人机的距离数据。
S05、根据剩余的土方的地形数据建立剩余的土方的三维地形图，计算得到第二土方量d2。也就是说，在本实施例的步骤S05中，每一个无人机所采集到的剩余的土方的地形数据都会被汇总建立剩余的土方的三维地形图。具体来讲，根据剩余的土方的地形数据建立剩余的土方的三维地形图包括：先绘制同一无人机在直线飞行线路上的距离数据连成的第三曲线，就可以得到该无人机飞行线路上剩余的土方的地形高度曲线；接着绘制多个无人机在直线飞行线路上同一位置的距离数据连成的第四曲线，就可以得到一排无人机下方剩余的土方的地形高度曲线，该第三曲线与第四曲线在水平面上的投影是垂直的，从而编织成网状，将网状的各个面闭合最终形成剩余的土方的三维地形图。
S06、计算第一土方量d1和第二土方量d2的差值，得到土方工程量δd。在本实施例的步骤S06中，已经被挖走的土方量即为土方工程量δd。因此，直接用最初始的第一土方量d1减去第二土方量d2，即可得到实际被挖走的土方量。相比于原有的按装车量和图纸估算，更加准确的确定了实际的土方工程量，避免了运输和工程损耗带来的误差，提高了投资控制、人力、机具、车辆的配备和工程的计量以及竣工后工程价款结算的准确性。
进一步地，本实施例的测算土方工程量的方法还包括一下步骤：
根据公式
计算得到剩余土方的挖方工程时间，其中n为挖方的机具组数，δt为机具挖方的时间，T为剩余的土方的挖方工程时间；m为再次挖方采用的机具组数。那么，根据上述公式，就可以得知安装目前的人力、机具、车辆的配备，还需要多久可以将所有的土方挖走。同时也方便对整个土方工程项目的进度进行把控。
实施例二
作为本发明的又一实施例，本发明实施例二提供了一种测算土方工程量的装置，该装置包括多个无人机、获取模块和计算模块。其中每一无人机上均安装有摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，多个无人机用于在土方上空进行扫描；获取模块安装于无人机，用于获得土方的地形数据；计算模块用于根据土方的地形数据建立土方的三维地形图，计算得到土方量。
进一步地，本实施例的计算模块还用于计算第一土方量d1和第二土方量d2的差值，得到土方工程量。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种测算土方工程量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在多个无人机上安装摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得所述土方的地形数据；
根据所述土方的地形数据建立所述土方的三维地形图，计算得到第一土方量d1；
利用机具挖方并逐步将部分土方迁移；
利用多个所述无人机在剩余的所述土方上空进行扫描，获得剩余的所述土方的地形数据；
根据剩余的所述土方的地形数据建立剩余的所述土方的三维地形图，计算得到第二土方量d2；
计算所述第一土方量d1和所述第二土方量d2的差值，得到土方工程量δd。
2.根据权利要求1所述的测算土方工程量的方法，其特征在于，还包括根据公式
计算得到剩余土方的挖方工程时间，其中n为挖方的机具组数，δt为机具挖方的时间，T为剩余的土方的挖方工程时间；m为再次挖方采用的机具组数。
3.根据权利要求1所述的测算土方工程量的方法，其特征在于，所述利用多个无人机在土方上空进行扫描，获得所述土方的地形数据具体包括：
控制多个所述无人机在所述土方上空等间隔并排布置；
控制多个所述无人机在所述土方上空的同一高度沿直线飞行；
获取所述土方到所述无人机的距离数据。
4.根据权利要求3所述的测算土方工程量的方法，其特征在于，所述根据所述土方的地形数据建立所述土方的三维地形图具体包括：
绘制同一所述无人机在直线飞行线路上的距离数据连成的第一曲线；
绘制多个所述无人机在直线飞行线路上同一位置的距离数据连成的第二曲线；
将所述第一曲线和所述第二曲线的编织成网，形成三维地形图。
5.根据权利要求3所述的测算土方工程量的方法，其特征在于，所述利用多个所述无人机在剩余的所述土方上空进行扫描，获得剩余的所述土方的地形数据具体包括：
控制多个所述无人机在剩余的所述土方上空等间隔并排布置；
控制多个所述无人机在剩余的所述土方上空的同一高度沿直线飞行；
获取剩余的所述土方到所述无人机的距离数据。
6.一种测算土方工程量的装置，其特征在于，包括：
多个无人机，每一所述无人机上均安装有摄像头，红外扫描感应器和激光雷达，多个所述无人机用于在土方上空进行扫描；
获取模块，安装于所述无人机，用于获得土方的地形数据；
计算模块，用于根据土方的地形数据建立土方的三维地形图，计算得到土方量。
7.根据权利要求6所述的测算土方工程量的装置，其特征在于，所述计算模块还用于计算第一土方量d1和第二土方量d2的差值，得到土方工程量。
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