CN116501088A - 一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 - Google Patents
一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116501088A CN116501088A CN202310489814.5A CN202310489814A CN116501088A CN 116501088 A CN116501088 A CN 116501088A CN 202310489814 A CN202310489814 A CN 202310489814A CN 116501088 A CN116501088 A CN 116501088A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- information
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- flight
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims abstract description 42
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 44
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 10
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及公路施工技术领域,具体公开一种基于BIM和无人机的施工便道规划方法及系统,包括信息采集模块、识别模块、分析模块、模型生成模块、最优便道规划模块;分析模块用于根据无人机飞行区域、全区域地势信息,对该飞行区域内的地势变化进行判断,并从数据库中调取对应的无人机的飞行控制策略;所述飞行控制策略包括无人机飞行速度、高度以及拍摄频次;控制模块,用于根据对应的无人机的飞行控制策略,对无人机进行控制,得到拍摄数据。本方案能够在确保无人机拍摄数据的完整性和全面性的同时提高了无人机拍摄的效率,大大降低了整个便道规划所需要的时间。
Description
技术领域
本发明涉及公路施工技术领域,具体涉及一种基于BIM和无人机的施工便道规划方法及系统。
背景技术
施工便道是指为方便施工而临时铺设的道路,也是进行各项基建工程的先决条件,保证了工程建设过程中的材料和人员运输。合理的施工便道设计对工程建设的投资起着非常重要的作用。
目前公路施工中,大多通过GPS、全站仪等设备进行测量形成等高线地形图,在采用CAD绘图的方式在平面进行便道规划,而在实际中,对应的便道设计所对应的地形比较多样且负载,使得测绘等工作受到大大的地理环境的限制较大,且单单通过CAD也无法对其便道进行真实的反应,为了能够更好的对便道的进行设置,解决上述CAD绘图的问题,会采用BIM可视化设计来使得便道修建更加的合理和经济有效,但是现有的BIM设计在对便道进行设计时,通常都是采用无人机进行前期数据的采集,且通常都是通过同一的飞行策略或者人为来对无人机进行控制,这种方式来进行数据采集使得为了能够准确的对数据进行采集,所消耗的时间会比较长。
发明内容
本发明意在提供一种基于BIM和无人机的施工便道规划方法及系统,能够在确保无人机拍摄数据的完整性和全面性的同时提高了无人机拍摄的效率,大大降低了整个便道规划所需要的时间。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,包括:
信息采集模块,用于根据所需要规划的便道的起点位置信息和终点位置信息,确定无人机飞行区域;获取该无人机飞行区域所对应的卫星图;
识别模块,用于根据获取到的卫星图,对该无人机飞行区域所对应的地势情况进行分析,生成对应的全区域地势信息;
分析模块,用于根据无人机飞行区域、全区域地势信息,对该飞行区域内的地势变化进行判断,并从数据库中调取对应的无人机的飞行控制策略;所述飞行控制策略包括无人机飞行速度、高度以及拍摄频次;
控制模块,用于根据对应的无人机的飞行控制策略,对无人机进行控制,得到拍摄数据;
模型生成模块,用于根据拍摄数据,生成该无人机飞行区域所对应的三维实景模型;
最优便道规划模块,用于根据该三维实景模型,在对应的三维实景模型上进行便道的布置和规划,并进行最优便道的筛选,生成对应的最优便道信息。
本方案的原理及优点是:在本方案中,首先根据所需要规划的便道的起点位置信息和终点位置信息来进行无人机飞行区域的确定,在确定完成无人机的飞行区域之后,就可以进行该飞行区域的卫星图的获取,当然通过卫星图,就可以对无人机飞行区域内所对应的地势情况进行分析,也就生成了对应的全区域地势信息,这一步完成了对无人机飞行区域内的地势的初步分析。
之后根据无人机所要飞行的区域,以及该区域所对应的全区域地势信息,就可以快速的对该飞行区域内的地势变化情况进行判断,并且根据对应的判断从数据库中进行相应的无人机的飞行控制策略的调取,即知晓无人机的飞行速度、飞行高度以及拍摄频次这些信息,从而根据这些信息对无人机进行飞行控制,进而实现无人机的拍摄数据的采集。
然后根据这些拍摄数据,就可以完成对该无人机飞行区域内所对应的三维实景模型的构建,并在三维实景模型上进行相应的便道的布置和规划,根据这些规划出来的便道进行最优便道的筛选,从而得到最优便道信息,这样就完成了对便道的规划。
1、在对无人机的飞行进行控制时,其飞行的策略是根据对应的飞行区域上所对应的地势信息进行调整的,这样使得在无人机飞行的过程中不同的地势情况对应不同飞行控制策略,从而使得无人机在飞行的过程中更加具有针对性,进而实现了在确保无人机拍摄数据的完整性和全面性的同时提高了无人机拍摄的效率,大大降低了整个便道规划所需要的时间。
2、在对便道进行规划时是通过在三维实景模型上进行布置和规划的,这样使得便道的规划更加的合理同时也实现了便道规划的可视化,让便道的规划更加的符合实际以及快速。
3、在完成多条的便道的规划后会进行最优便道的筛选,这样使得最终生成的便道是最优的,最合理的,这样设计出来的便道会更加的贴合实际。
优选的,作为一种改进,所述分析模块包括:
飞行路径规划模块,用于根据无人机飞行区域,对无人机的飞行路径进行规划,生成对应的飞行路径信息,并将该飞行路径信息分为若干段飞行路径子信息;
地势匹配模块,用于根据对应的飞行路径信息,以及全区域地势信息,对该飞行路径信息所对应的地势信息进行匹配,生成对应的无人机飞行地势信息;
判断模块,用于根据无人机飞行地势信息,对沿着无人机飞行方向各个飞行路径子信息所对应的地势变化情况进行判断,生成对应的判断结果;
所述判断结果为:若飞行路径子信息所对应的地势变化值小于或者等于第一地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较平缓,此时从数据库中调用第一控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第一地势阈值,小于或者等于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势不是很平缓,此时从数据库中调用第二控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较陡峭,此时从数据库中调用第三控制策略对无人机进行控制;
关联模块,用于将调用出来的控制策略与对应的飞行路径子信息进行关联,生成对应的路径策略关联表;
所述控制模块,还用于在无人机飞行时,对无人机所处的路径进行识别,识别出对应的飞行路径子信息,然后根据该识别出来的飞行路径子信息,从路径策略关联表中匹配出对应的控制策略,对无人机在该飞行路径子信息的飞行策略进行控制。
有益效果:在本方案中,考虑到在无人机飞行区域内不同的地方其地势是不同的,那么为了能够更加快速且准确的对该无人机飞行区域进行数据的拍摄,首先将无人机的飞行路径信息进行分段,这样使得在比较长的飞行路径上进行了分段,这样在进行数据拍摄时更加有针对性,之后对每一段的飞行路径子信息进行逐一的地势情况判断,这样每一段飞行路径子信息都能够根据各自对应的地势变化情况来进行合理的控制策略的选择,例如平缓的路段在进行飞行拍摄时对应的飞行速度会更快、飞行时进行采样的点就会相对更少一点即在确保拍摄的完整性的同时尽可能快的完成该平缓路段的拍摄,而对于地势比较复杂的,相同的距离,可能对应的飞行速度会更慢一些,对应的采样点也会更多一些,这样也是为了确保对复杂地势的数据采集尽可能的完整和全面。
在完成每个飞行路径子信息的控制策略的调用之后,就会将这些飞行路径子信息与其对应的控制策略进行关联,这样无人机在飞行的过程中就能够在各个飞行路径子信息上进行精准的飞行,有针对性的飞行和数据采集,从而确保整个无人机飞行区域的数据采集的全面性,大大提高后期模型构建的真实性和准确性。
优选的,作为一种改进,还包括:
预规划模块,用于根据所需规划的便道的起点位置信息、终点位置信息、以及卫星图,对便道进行初步规划,生成对应的初级便道信息;
便道匹配模块,用于根据该初级便道信息,以及全区域地势信息,对该初级便道信息所对应的地势情况进行识别和匹配,生成对应的便道地势信息;
所述分析模块还用于根据初级便道信息、便道地势信息,对该初级便道信息所对应的地势变化进行分析判断,并根据判断结果从数据库中调取无人机的便道飞行控制策略;
所述控制模块还用于根据对应的无人机的便道飞行控制策略,控制无人机在初级便道信息左右两侧的预设距离下进行飞行控制,并进行相应初级便道拍摄信息的图像采集。
有益效果:本方案中,考虑到便道的起点和终点是已知的,那么就可以通过卫星图对该便道进行初步规划,即在卫星图上进行初步的便道的规划,这些都是比较直接的规划方式,同时为了能够更好的对这些初级便道的情况进行了解,在会在初级便道的左右两侧的预设距离下进行飞行,例如分别距离初级便道30米的方式,来对便道以及便道周围的图像进行采集,大大提高对该初级便道的数据采集的全面性和完整性,避免图像缺失导致无法对该初级便道的可行性进行准确的评估和判断。
优选的,作为一种改进,还包括实时调整模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,对每一次的采集到的图像信息进行识别和分析,并根据分析结果对预设距离进行实时的调整。
有益效果:在本方案中,无人机在同时对初级便道信息的左右两侧的图像信息进行采集时,对应的预设距离是动态变化的,即根据无人机拍摄的图像信息所对应的分析结果进行实时调整,例如,在拍摄到前方存在耕地,那么在无人机继续飞行时,会向外移动,使得对应的拍摄内容能够远离耕地,这样在后续进行初级便道的规划时能够及时的进行便道调整,避免胡乱规划的问题出现,大大提高初级便道的可行性。
优选的,作为一种改进,所述实时调整模块包括:
实时识别模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,在每一次采集道对应的图像信息之后,就会对该图像信息上的内容进行识别,生成对应的地面类型集;
类型判断模块,用于根据生成的识别类型集,判断该地面类型集中各个地面类型是否存在危险类型,若是,则判断需要对预设距离进行调整,反之,则不用对预设距离进行调整;
动态调整模块,用于在判断结果为需要对预设距离进行调整时,对该危险类型在图像信息中的占比进行计算,并根据对应的占比值进行预设距离的调整,并在调整之后进行再一次的图像采集。
有益效果:在本方案中,为了能够更好的进行实时调整,会对采集到的图像进行识别,对其中的内容进行识别,这样就能识别出对应的地面类型集,例如城市用地、山区、耕地等,不同的地面类型,这样就可以根据对应的地面类型集来进行危险类型的匹配,主要是考虑到有一些地面类型是无法进行便道的占用的,而这些地面类型的存在势必会需要进行便道的调整,为了使得后期的调整更加的有针对性和真实,就需要进行更加全面的图像采集,本方案中则是通过对预设距离进行动态调整,即根据危险类型的占比来进行对应的调整,能够更加的有针对性和符合实际。
优选的,作为一种改进,所述拍摄数据包括拍摄图像信息以及该拍摄图像信息所对应的经纬度信息。
有益效果:拍摄图像信息都有一一对应的经纬度信息,这样使得在对拍摄图像信息进行处理时能够更好的确定拍摄图像所对应的位置。
优选的,作为一种改进,所述模型生成模块包括:
图像处理模块,用于对拍摄图像信息以及对应的经纬度信息进行预处理,生成对应的预处理数据;
模型构建模块,用于根据预处理数据,生成对应的三维实景模型,所述三维实景模型包括DEM数字高程模型和DOM数字正射影像模型。
有益效果:在本方案中通过DEM数字高程模型和DOM数字正射影像模型的构建,能够更加方便便道的设计,使得其能够准确的对便道进行规划,实现便道规划的可视化。
本发明还提供一种基于BIM和无人机的施工便道规划方法,该方法使用上述基于BIM和无人机的施工便道规划系统。
附图说明
图1为本发明实施例的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
实施例基本如附图1所示:一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,包括:
信息采集模块,用于根据所需要规划的便道的起点位置信息和终点位置信息,确定无人机飞行区域;获取该无人机飞行区域所对应的卫星图;
识别模块,用于根据获取到的卫星图,对该无人机飞行区域所对应的地势情况进行分析,生成对应的全区域地势信息;
分析模块,用于根据无人机飞行区域、全区域地势信息,对该飞行区域内的地势变化进行判断,并从数据库中调取对应的无人机的飞行控制策略;所述飞行控制策略包括无人机飞行速度、高度以及拍摄频次;
所述分析模块包括:
飞行路径规划模块,用于根据无人机飞行区域,对无人机的飞行路径进行规划,生成对应的飞行路径信息,并将该飞行路径信息分为若干段飞行路径子信息;
地势匹配模块,用于根据对应的飞行路径信息,以及全区域地势信息,对该飞行路径信息所对应的地势信息进行匹配,生成对应的无人机飞行地势信息;
判断模块,用于根据无人机飞行地势信息,对沿着无人机飞行方向各个飞行路径子信息所对应的地势变化情况进行判断,生成对应的判断结果;
所述判断结果为:若飞行路径子信息所对应的地势变化值小于或者等于第一地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较平缓,此时从数据库中调用第一控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第一地势阈值,小于或者等于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势不是很平缓,此时从数据库中调用第二控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较陡峭,此时从数据库中调用第三控制策略对无人机进行控制;
关联模块,用于将调用出来的控制策略与对应的飞行路径子信息进行关联,生成对应的路径策略关联表;
所述控制模块,还用于在无人机飞行时,对无人机所处的路径进行识别,识别出对应的飞行路径子信息,然后根据该识别出来的飞行路径子信息,从路径策略关联表中匹配出对应的控制策略,对无人机在该飞行路径子信息的飞行控制策略进行控制。在本实施例中,考虑到无人机在无人机飞行区域进行飞行拍摄时所面对的地势情况是不一样的,所以对应的飞行策略也是不一样的。例如,对应的路面是比较平整的,这样对应的地势变化值就会比较小,当其小于第一地势阈值的时候,就会认为该路段地势比较平缓,这样在无人机飞行到该路段时对应的飞行策略就会调用第一控制策略,例如速度为A米每小时,拍摄频次为a次每小时;当对应的路段的地势变化值大于第三地势阈值,那么就会调用第三控制策略,例如,速度为C米每小时,拍摄频次为c次每小时,其中A大于C,a小于c。同时在本实施例中,为了使得能够更好的对飞行路径信息进行拍摄,会将对应的飞行路径信息分为多个飞行路径子信息,即实现了对路段的分段,这样就能更好的进行飞行策略的识别和判断,大大提高无人机飞行的效率。
控制模块,用于根据对应的无人机的飞行控制策略,对无人机进行控制,得到拍摄数据;所述拍摄数据包括拍摄图像信息以及该拍摄图像信息所对应的经纬度信息。
还包括:
预规划模块,用于根据所需规划的便道的起点位置信息、终点位置信息、以及卫星图,对便道进行初步规划,生成对应的初级便道信息;
便道匹配模块,用于根据该初级便道信息,以及全区域地势信息,对该初级便道信息所对应的地势情况进行识别和匹配,生成对应的便道地势信息;
所述分析模块还用于根据初级便道信息、便道地势信息,对该初级便道信息所对应的地势变化进行分析判断,并根据判断结果从数据库中调取无人机的便道飞行控制策略;
所述控制模块还用于根据对应的无人机的便道飞行控制策略,控制无人机在初级便道信息左右两侧的预设距离下进行飞行控制,并进行相应初级便道拍摄信息的图像采集。
实时调整模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,对每一次的采集到的图像信息进行识别和分析,并根据分析结果对预设距离进行实时的调整。
所述实时调整模块包括:
实时识别模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,在每一次采集道对应的图像信息之后,就会对该图像信息上的内容进行识别,生成对应的地面类型集;
类型判断模块,用于根据生成的识别类型集,判断该地面类型集中各个地面类型是否存在危险类型,若是,则判断需要对预设距离进行调整,反之,则不用对预设距离进行调整;
动态调整模块,用于在判断结果为需要对预设距离进行调整时,对该危险类型在图像信息中的占比进行计算,并根据对应的占比值进行预设距离的调整,并在调整之后进行再一次的图像采集。在本实施例中,为了能够更快的进行便道的判断,对于卫星图中比较直观的可以做为便道的路段进行确定,然后为了对这些初级便道进行信息的采集,会对该初级便道所对应便道地势信息进行识别和匹配,然后通过初级便道信息,便道地势信息对该初级便道的地势变化进行实时飞行判断,即在无人机飞行的过程中,会对无人机拍摄到的图像进行识别和飞行,判断无人机所采集到的图像所对应的地面类型具体为什么,例如在一张图像中可能存在aa、bb、cc、dd这四类地面类型,这样就会判断这四类地面类型是否存在危险类型,例如有耕地类型等,如果有判断其对应的占比,如果占比比较大的会就会对预设距离进行加大,使得无人机拍摄的图像能够更加的远,这样在进行便道设计时所对应的选择也就更多。
模型生成模块,用于根据拍摄数据,生成该无人机飞行区域所对应的三维实景模型;
所述模型生成模块包括:
图像处理模块,用于对拍摄图像信息以及对应的经纬度信息进行预处理,生成对应的预处理数据;
模型构建模块,用于根据预处理数据,生成对应的三维实景模型,所述三维实景模型包括DEM数字高程模型和DOM数字正射影像模型。
最优便道规划模块,用于根据该三维实景模型,在对应的三维实景模型上进行便道的布置和规划,并进行最优便道的筛选,生成对应的最优便道信息。
实施例二
与实施例一相比,本实施例的不同之处在于:所述最优便道规划包括:
便道布点设计模块,用于根据当前的三维实景模型,基于便道起点和便道终点,生成若干个便道布点;
历史便道方案生成模块,用于根据当前的三维实景模型,从历史数据库中调取与该三维实景模型相识度大于预设相识度阈值的所有历史三维实景模型所对应的历史最优便道,并依据该历史最优便道,对当前的三维实景模型进行套用,并依据对应历史最优便道,将其中涉及的便道布点进行连接,生成第一便道方案集;
方向确定模块,用于根据便道起点和便道终点,确定便道起点到便道终点所对应的便道方向,生成对应的第一方向;
第一筛选模块,用于获取当前三维实景模型中的已有道路信息,并识别出已有道路信息所对应的第二方向,并筛选出第二方向与第一方向之间的方向差值小于或者等于预设方向差值的已有道路信息;
布点绑定模块,用于根据筛选出来的已有道路信息,识别出距离该已有道路信息最近的两个便道布点,并将其与该已有道路信息进行绑定,生成对应的绑定布点;
初始方案生成模块,用于根据绑定布点以及剩余的便道布点,随机产生规模为N的初始种群,所述初始种群的个体为便道起点到便道终点所经过的便道布点和绑定布点所对应的施工路径;
随机方案生成模块,用于根据所有的便道布点,随机产生规模为N的随机种群,所述随机种群的个体为便道起点到便道终点所经过的便道布点所对应的施工路径;
种群集成模块,用于将第一便道方案集所对应的施工路径、初始种群以及随机种群进行集成,生成规模为2N+M的初始集成种群;
第二筛选模块,用于通过约束条件对初始集成种群的个体进行判断筛选,所述约束条件包括施工总最大费用约束条件以及施工最大危险度约束条件;若满足约束条件,则对应的施工路径为可行解,若不满足,则为不可行解;在本实施例中,第一便道方案集所对应的施工路径不会在最开始进行约束条件的判断。
适应度计算模块,用于对筛选后的种群进行适应度计算;
所述适应度计算包括第一适应度和第二适应度的计算,分别为:
所述第一适应度计算如下:
所述D1为初始集成种群中便道施工距离总和,所述Xi为便道布点i到便道布点i-1的距离,f1为第一适应度;
所述第二适应度计算如下:
f2=D2
所述D2为初始集成种群中各个个体的通畅度总和,所述Yj为便道布点j到便道布点j-1d的通畅度,f2为第二适应度;
选择模块,用于在第一预设迭代次数内,根据预设的权重比,计算出第一适应度和第二适应度与其所对应的权重比的总和,并根据该总和计算出对应的适用度平均值,选取出适用度平均值小于或者等于第一阈值的种群;
超出第一预设迭代次数时,根据超出次数的大小,对第二适应度所对应的权重比进行动态增加,然后计算出第一适应度和第二适应度与其所对应的权重比的总和,选取出总和大于或者等于第二阈值的种群;
交叉变异模块,用于对选择的种群通过遗传算法的杂交、变异得到子代种群;
循环模块,用于在得到子代种群之后,继续执行适应度计算模块,直到满足预设迭代数量;
输出模块,用于输出子代种群作为多目标优化的最优解集合。
执行模块,用于根据输出的最优解集合,对业务集合的施工方案进行优化,得到最优的施工方案。
在本方案中,前期种群的随机生成时不仅包括通过相似地形之前的历史最优便道,根据这边便道,套用到当前的三维实景模型上,根据此进行对应的第一便道方案集的生成;
同时还包括通过各个便道布点随机生成的便道方案,而且还充分考虑到在当前三维实景模型中现有的道路,例如村道、乡道或者普通道路等,且在对这些现有道路识别之后还会进行筛选,筛选道路方向与施工便道方向差不多的,然后根据这些已有道路信息来进行便道布点的绑定,使得满足条件的道路信息能够为便道布点之间的连接产生关系,从而使得在对此时的种群生成时,不仅有绑定布点还有便道布点,此时生成的施工路径,是在充分考虑已有道路的情况下生成的施工路径,即本方案中的种群包括三大板块,这样使得整个前期种群的采集更加的准确和多样化,为后续的便道的优化提供了强有力的依据,能够更好的匹配出最优的便道方案,极大提高了便道规划的准确性。
还有在对种群进行选择时充分考虑了不同的迭代次数下所对应的不同适应度的不同影响程度,例如前期的迭代可能对应的路程距离影响度比较大,后续的随着迭代的不断进行,种群之间的路程距离相差也会越来越像,那么对应的通畅度也就成为了关注点,所以本方案中通过对第一适应度和第二适应度的权重比的动态调整,能够更好的选择出符合要求的种群。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:包括:
信息采集模块,用于根据所需要规划的便道的起点位置信息和终点位置信息,确定无人机飞行区域;获取该无人机飞行区域所对应的卫星图;
识别模块,用于根据获取到的卫星图,对该无人机飞行区域所对应的地势情况进行分析,生成对应的全区域地势信息;
分析模块,用于根据无人机飞行区域、全区域地势信息,对该飞行区域内的地势变化进行判断,并从数据库中调取对应的无人机的飞行控制策略;所述飞行控制策略包括无人机飞行速度、高度以及拍摄频次;
控制模块,用于根据对应的无人机的飞行控制策略,对无人机进行控制,得到拍摄数据;
模型生成模块,用于根据拍摄数据,生成该无人机飞行区域所对应的三维实景模型;
最优便道规划模块,用于根据该三维实景模型,在对应的三维实景模型上进行便道的布置和规划,并进行最优便道的筛选,生成对应的最优便道信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:所述分析模块包括:
飞行路径规划模块,用于根据无人机飞行区域,对无人机的飞行路径进行规划,生成对应的飞行路径信息,并将该飞行路径信息分为若干段飞行路径子信息;
地势匹配模块,用于根据对应的飞行路径信息,以及全区域地势信息,对该飞行路径信息所对应的地势信息进行匹配,生成对应的无人机飞行地势信息;
判断模块,用于根据无人机飞行地势信息,对沿着无人机飞行方向各个飞行路径子信息所对应的地势变化情况进行判断,生成对应的判断结果;
所述判断结果为:若飞行路径子信息所对应的地势变化值小于或者等于第一地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较平缓,此时从数据库中调用第一控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第一地势阈值,小于或者等于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势不是很平缓,此时从数据库中调用第二控制策略对无人机进行控制;若飞行路径子信息所对应的地势变化值大于第二地势阈值,则判断该飞行路径子信息所对应的地势比较陡峭,此时从数据库中调用第三控制策略对无人机进行控制;
关联模块,用于将调用出来的控制策略与对应的飞行路径子信息进行关联,生成对应的路径策略关联表;
所述控制模块,还用于在无人机飞行时,对无人机所处的路径进行识别,识别出对应的飞行路径子信息,然后根据该识别出来的飞行路径子信息,从路径策略关联表中匹配出对应的控制策略,对无人机在该飞行路径子信息的飞行控制策略进行控制。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:还包括:
预规划模块,用于根据所需规划的便道的起点位置信息、终点位置信息、以及卫星图,对便道进行初步规划,生成对应的初级便道信息;
便道匹配模块,用于根据该初级便道信息,以及全区域地势信息,对该初级便道信息所对应的地势情况进行识别和匹配,生成对应的便道地势信息;
所述分析模块还用于根据初级便道信息、便道地势信息,对该初级便道信息所对应的地势变化进行分析判断,并根据判断结果从数据库中调取无人机的便道飞行控制策略;
所述控制模块还用于根据对应的无人机的便道飞行控制策略,控制无人机在初级便道信息左右两侧的预设距离下进行飞行控制,并进行相应初级便道拍摄信息的图像采集。
4.根据权利要求3所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:还包括实时调整模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,对每一次的采集到的图像信息进行识别和分析,并根据分析结果对预设距离进行实时的调整。
5.根据权利要求4所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:所述实时调整模块包括:
实时识别模块,用于在进行初级便道信息的图像采集时,在每一次采集道对应的图像信息之后,就会对该图像信息上的内容进行识别,生成对应的地面类型集;
类型判断模块,用于根据生成的识别类型集,判断该地面类型集中各个地面类型是否存在危险类型,若是,则判断需要对预设距离进行调整,反之,则不用对预设距离进行调整;
动态调整模块,用于在判断结果为需要对预设距离进行调整时,对该危险类型在图像信息中的占比进行计算,并根据对应的占比值进行预设距离的调整,并在调整之后进行再一次的图像采集。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:所述拍摄数据包括拍摄图像信息以及该拍摄图像信息所对应的经纬度信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM和无人机的施工便道规划系统,其特征在于:所述模型生成模块包括:
图像处理模块,用于对拍摄图像信息以及对应的经纬度信息进行预处理,生成对应的预处理数据;
模型构建模块,用于根据预处理数据,生成对应的三维实景模型,所述三维实景模型包括DEM数字高程模型和DOM数字正射影像模型。
8.一种基于BIM和无人机的施工便道规划方法,其特征在于:使用上述权利要求1-7任一项所述的基于BIM和无人机的施工便道规划系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310489814.5A CN116501088A (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310489814.5A CN116501088A (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116501088A true CN116501088A (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=87317945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310489814.5A Pending CN116501088A (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116501088A (zh) |
-
2023
- 2023-04-28 CN CN202310489814.5A patent/CN116501088A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110160550B (zh) | 一种基于道路积水预测的城市路线引导方法 | |
CN102208013B (zh) | 风景匹配参考数据生成系统和位置测量系统 | |
CN110132260B (zh) | 一种面向复杂地表空间的行人步行导航路径规划方法 | |
US20180286224A1 (en) | System and method of traffic survey, traffic signal retiming and traffic control | |
CN110532963B (zh) | 一种车载激光雷达点云驱动的道路标线精准提取方法 | |
CN107480373A (zh) | 输电线路选线方法及系统 | |
CN114003997B (zh) | 一种BIM与Vissim融合的施工交通组织三维仿真模拟方法 | |
CN110851948B (zh) | 非结构化道路条件下的行车环境态势评估方法及评估装置 | |
CN102693328A (zh) | Arcview gis 3.2技术在山地建筑设计上的应用发明 | |
Backes et al. | Towards a high-resolution drone-based 3D mapping dataset to optimise flood hazard modelling | |
CN105678225A (zh) | 一种城市热岛效应空间变化检测方法及系统 | |
Cochrane et al. | Representative hillslope methods for applying the WEPP model with DEMs and GIS | |
CN115035251A (zh) | 一种基于领域增强合成数据集的桥面车辆实时追踪方法 | |
Alamry et al. | Using single and multiple unmanned aerial vehicles for microscopic driver behaviour data collection at freeway interchange ramps | |
CN116449859B (zh) | 一种基于无人机技术的复杂山区便道规划方法及系统 | |
Suleiman et al. | Optimal route location by least cost path (LCP) analysis using (GIS) a case study | |
CN113506371A (zh) | 街区尺度气候图绘制方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN116501088A (zh) | 一种基于bim和无人机的施工便道规划方法及系统 | |
Hasmadi et al. | Geographic information system-allocation model for forest path: a case study in Ayer Hitam Forest Reserve, Malaysia | |
CN116503220A (zh) | 一种基于卫星实景数据的土地管理方法及系统 | |
CN108364456A (zh) | 一种确定高速公路桩号的方法、存储介质、装置及系统 | |
CN112905856B (zh) | 一种具有时空依赖的高速交通数据集的构建方法 | |
CN114969414A (zh) | 地图更新方法及系统、超视距路况协同方法及系统 | |
CN115700777A (zh) | 一种基于无人机和数字地表模型的公路施工阶段预测方法 | |
Yeo et al. | An integrated framework for assessing land-use/land-cover of Kelantan, Malaysia: Supervised and unsupervised classifications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |