[发明专利]基于AR技术的压实作业施工质量智能监控系统及方法

摘要

本发明公开一种基于AR技术的压实作业施工质量智能监控系统，包括感知模块、数据传输存储模块以及数据分析和可视化模块；还公开一种基于上述系统的监控方法，主要步骤包括：先将GPS信号、惯性导航信号进行集成；其次接收并处理加速度传感器的加速度时间序列信号；再次将碾轮与压实土石料接触面的高精度GPS定位数据、碾压机惯性导航数据和碾轮TCV值进行数据集成；然后将传入监控系统客户端的数据流X,Y,Z,V,D,TCV,T，计算得到仓面任一点的压实度并生成仓面压实度云图；最后将施工信息附加在现场实景视频画面上呈现给现场管理人员指导施工作业。该方法考虑因素全面，对压实度的预测相较于传统的方法更为精确。

主权项

1.基于AR技术的压实作业施工质量智能监控系统，其特征在于，包括感知模块、数据传输存储模块以及数据分析和可视化模块；所述感知模块置于碾压机上，用于精确感知碾压机实时位置、航向、速度及碾压机运行轨迹上任意位置的碾轮振动性态指标；所述数据传输存储模块用于将感知模块的数据进行传输和存储；所述数据分析和可视化模块用于对接收所述数据传输存储模块传输来的数据进行分析处理转化为施工信息，并将施工信息附加在现场实景视频画面上呈现给现场管理人员指导施工作业；所述感知模块包括：RTK‑GPS、惯性导航仪、加速度传感器、机载工控机；所述RTK‑GPS：基站用于发送差分数据，实现对碾压机的高精度GPS定位；所述惯性导航仪：置于碾压机驾驶室内部，用于感知碾压机位姿并通过补偿修正碾压机碾轮的实时定位信号；所述加速度传感器：置于碾压机碾轮固定轴上，用于得到碾轮的振动加速度信号；所述机载工控机：置于碾压机驾驶室内，通过嵌入式程序，将RTK‑GPS、惯性导航仪、加速度传感器所得到的数据进行处理和集成；所述数据传输存储模块包括：DTU无线数传、应用服务器和数据库服务器；所述DTU无线数传，其发送端置于碾压机上与机载工控机连接，其接收端置于基站中，通过DTU无线数传将碾压机机载工控机中集成好的数据流(X,Y,Z,V,D,TCV,T)实时无线发送至现场指挥中心的应用服务器；所述应用服务器置于机房，用于通过网络接收DTU无线数传(接收端)传回的实时数据：其中一份发送至监控系统客户端，另一份发送至数据库服务器备存；所述应用服务器对碾压机的在线情况进行可视化显示；所述数据库服务器：置于机房，用于存储应用服务器发送数据，并给监控系统客户端提供数据存取；所述数据分析和可视化模块包括高清摄像头、电子三轴仪和监控系统客户端；所述高清摄像头：将画面信息传递给监控系统客户端；所述电子陀螺仪安置于高清摄像头侧面，用于捕捉高清摄像头的实时位姿，并将位姿信息有线传入监控系统客户端；所述监控系统客户端：内含预测仓面任一点压实度的回归预测算法，将传入监控系统客户端的数据流X,Y,Z,V,D,TCV,T，计算得到仓面任一点的压实度并生成仓面压实度云图，其中X,Y,Z为碾轮处坐标；其中V为碾压机运行速度；其中D为碾压机运行航向角；其中TCV为碾轮振动性态指标值；其中T为该条数据对应的时间；将施工信息附加在现场实景视频画面上呈现给现场管理人员指导施工作业。