[發(fā)明專利]BIM輔助的供水渠道無人機(jī)在線協(xié)同巡檢系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811634859.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109840600A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東海;陳俊杰;胡東婕
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G07C1/20;H04N7/18;H04N21/6437;H04B7/185;H04L29/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

本發(fā)明涉及供水工程安全巡檢領(lǐng)域，為旨在提出一種適用于供水渠道日常運(yùn)行維護(hù)，能增強(qiáng)巡檢作業(yè)過程中前后方人員協(xié)同性的BIM輔助的無人機(jī)在線巡檢系統(tǒng)。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，BIM輔助的供水渠道無人機(jī)在線協(xié)同巡檢系統(tǒng)，包括智能巡檢裝置、中心服務(wù)器、WEB客戶端和報(bào)警接收端，具體地：智能巡檢裝置由無人機(jī)平臺、智能飛控模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三個(gè)部分構(gòu)成；無人機(jī)平臺采用可低空懸停的多旋翼式無人機(jī)，以滿足供水渠道細(xì)部結(jié)構(gòu)近距離檢測的需求，無人機(jī)平臺配置高清云臺相機(jī)，用于采集實(shí)時(shí)巡檢影像信息；智能飛控模塊包括遙控器和智能移動(dòng)終端。本發(fā)明主要應(yīng)用于供水工程安全巡檢場合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供水工程安全巡檢領(lǐng)域，尤其是涉及一種由建筑信息模型(BuildingInformation Modeling，BIM)輔助，能實(shí)現(xiàn)前后方在線協(xié)同的供水渠道無人機(jī)巡檢系統(tǒng)。

背景技術(shù)

供水渠道的運(yùn)行安全對于充分發(fā)揮工程效益、保障輸水質(zhì)量至關(guān)重要。定期進(jìn)行安全巡檢有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并將災(zāi)害扼殺于萌芽狀態(tài)，是維護(hù)供水渠道運(yùn)行安全的重要手段。然而，傳統(tǒng)的人工巡線方式存在以下缺陷：1.人工巡檢效率低，存在檢測盲區(qū)，難以覆蓋長距離供水工程的全線；2.巡檢過程缺乏前后方的信息溝通及協(xié)同，前方巡檢人員往往難以有針對性地確定巡檢路線，后方管理決策人員則難以實(shí)時(shí)了解前方巡檢情況；3.巡檢過程缺乏必要的信息支撐，難以結(jié)合安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)信息等進(jìn)行快速安全診斷。

無人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)的應(yīng)用有望解決傳統(tǒng)工程管理中人工巡檢和安全控制效率低下的問題。王淼等[1]針對輸電線路傳統(tǒng)人工巡視在安全、管理、效率方面的不足，采用旋翼式無人機(jī)和和圖像識別技術(shù)對輸電線路進(jìn)行輔助巡視，實(shí)現(xiàn)了絕緣子缺陷的自動(dòng)偵測，減少了人工干預(yù)。王經(jīng)龍[2]通過對現(xiàn)有無人機(jī)巡線方法的分析，提出了一種新的電網(wǎng)無人機(jī)巡線方法和裝置，提高了自動(dòng)化和智能化水平。Melo等[3]基于工程實(shí)例，評估了無人機(jī)在施工現(xiàn)場進(jìn)行安全檢查的可行性，Ellenberge等[4]則研究了利用無人機(jī)圖像自動(dòng)識別橋梁結(jié)構(gòu)損傷的方法。現(xiàn)有研究鮮少涉及UAV在供水工程安全巡檢方面的應(yīng)用，如何將無人機(jī)與渠道安全巡檢的實(shí)際流程密切結(jié)合，以提高巡檢工作的效率、覆蓋性和協(xié)同性是有待解決的問題。

隨著BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，建筑信息模型已成為當(dāng)前工程項(xiàng)目全生命周期信息管理的有效手段。Han等[5]提出了基于BIM的地下管網(wǎng)設(shè)施施工進(jìn)度管理方法，并進(jìn)行了工程應(yīng)用研究。Irizarry等[6]將BIM與地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)整合到一個(gè)系統(tǒng)中，提高了施工物資供應(yīng)鏈的管理效率。Wang等[7]提出了工程項(xiàng)目中銜接機(jī)電設(shè)計(jì)階段與施工階段的BIM框架。BIM模型在建筑工程信息組織管理與可視化展示方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，利用該優(yōu)勢動(dòng)態(tài)耦聯(lián)渠道BIM模型與安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)而輔助日常安全巡檢，將為工程安全快速診斷提供強(qiáng)大的信息支撐。

綜上所述，針對當(dāng)前供水渠道人工安全巡檢效率低，缺乏協(xié)同性，以及難以進(jìn)行實(shí)時(shí)快速安全診斷的問題，有必要綜合應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)、BIM技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，研發(fā)一種適用于渠道日常運(yùn)行維護(hù)，能增強(qiáng)巡檢作業(yè)過程中前后方人員協(xié)同性的BIM輔助的無人機(jī)在線巡檢系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]王淼,杜毅,張忠瑞.無人機(jī)輔助巡視及絕緣子缺陷圖像識別研究[J].電子測量與儀器學(xué)報(bào),2015(12):1862-1869.

[2]王經(jīng)龍.一種無人機(jī)巡檢方法、裝置及無人機(jī)[P].中國,發(fā)明專利,CN201610454755.8，2017.

[3]Melo R R S D,Costa D B, S,et al.Applicability of unmannedaerial system(UAS)for safety inspection on construction sites[J].SafetyScience,2017,98:174-185.