土方量监控系统的制作方法

本实用新型属于智能土木工程技术领域，特别涉及一种土方量监控系统。

背景技术：

在建筑工程中，最常见的土方工程有：场地平整，基坑(或基槽)开挖，地坪填土，路基填筑及基坑回填土等。

工程现场实际结算时土方量的计算方法：1)非外购土方(即挖出来的土直接用于回填)。根据设计院图纸计算，缺点是有时与现场实际开挖情况不符，实际开挖因放坡系数不同以及地质特殊情况出现而产生设计土方量与现场实际土方量有较大偏差，结算纠纷时有发生。例如塌陷，降水情况。2)外购土方。工程现场挖出来的土质量不能满足回填土要求，或挖出来的基本都是石头，根本无法用于回填，则必须再外购土方用于回填。根据汽车衡称重计算。缺点是人为因素太复杂，容易发生腐败问题或产生不必要的人际关系矛盾。

技术实现要素：

为了至少解决现有技术中存在的土方量结算时数据不准确的问题，本实用新型提供了一种土方量监控系统，其包括：定位器，获取土方工程现场的坐标；红外线摄像机，设置在所述土方工程现场的出入口处，获取位于摄像区域内运输车辆的图像；图像识别器，与所述红外线摄像机电连接，识别所述运输车辆装载的土方类别，所述土方类别包括：外购土方和弃土土方；其中，所述定位器与上位机电连接，所述图像识别器与所述上位机电连接。

在如上所述的土方量监控系统，所述定位器为GPS定位器或北斗卫星导航器。

在如上所述的土方量监控系统，所述定位器和所述图像识别器均与所述上位机基于移动通信技术连接。

在如上所述的土方量监控系统，所述土方量监控系统还包括：第一阅读器，安装在所述土方工程现场的出入口处，与所述上位机电连接，所述第一读卡器的天线的辐射方向朝向所述土方工程现场外；第二阅读器，安装在所述土方工程现场的出入口处，与所述上位机电连接，所述第二读卡器的天线的辐射方向朝向所述土方工程现场内；和标签，安装在所述运输车辆上，与所述第一阅读器和所述第二阅读器基于RFID射频识别技术通信连接。

在如上所述的土方量监控系统，所述土方量监控系统还包括：警示灯，设置在所述土方工程现场的出入口处，所述警示灯的启动端与所述图像识别器的输出端电连接。

在如上所述的土方量监控系统，所述红外线摄像机包括：外壳、摄像头和加热元件；所述外壳形成有容纳空间，所述外壳的前壁设置有视窗；所述加热元件设置在所述外壳的内壁面上，在由所述视窗指向所述摄像头的方向上，所述加热元件位于所述视窗和所述摄像头之间；所述摄像头位于所述容纳空间内，与所述视窗相对，并与所述图像识别器电连接。

在如上所述的土方量监控系统，所述红外线摄像机还包括：反射罩；所述反射罩设置在所述外壳的内壁面上，且所述反射罩对应的球心位于所述视窗和所述摄像头之间的容纳空间，所述反射罩的内表面上设置有与所述反射罩相距一定距离的所述加热元件。

在如上所述的土方量监控系统，所述土方量监控系统还包括：计数器，安装在土方工程现场的出入口处，与所述上位机电连接，用于统计运输车辆的数量。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

为土方量的结算提供了客观、准确的土方数据，数据测量过程自动化，且可以长期存储，便于对历史数据进行管理备查，防止了人为干预。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种土方量监控系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种红外线摄像机的结构示意图；

图中，符号说明如下：

1定位器、2红外线摄像机、3图像识别器、4上位机、5外壳、51视窗、6摄像头、7加热元件、8反射罩。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种土方量监控系统，其包括：定位器1、红外线摄像机2和图像识别器3。

定位器1用于获取土方工程现场的位置坐标，该位置坐标用于计算土方工程现场的理论土方体积，根据位置坐标得到体积的方法为现有技术，如体积估算法、断面法、方格网法和清单法。土方工程现场可以是挖土方工程现场，还可以是回填土方工程现场。定位器1可以为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位器、北斗卫星导航器或UWB(Ultra Wideband，超宽带)定位器。应用时，工作人员手持定位器1在土方工程现场进行实地测量，目的是获得理论的土方工程量。红外线摄像机2设置在土方工程现场的出入口处，用于获取位于摄像区域内运输车辆的图像，如此可以对土方工程现场进行全天候的图像采集和监控，有利于提高土方运输的效率，缩短工期。出入口既为运输车辆进入土方工程现场经过的地方，又为运输车辆离开土方工程现场经过的地方。图像识别器3与红外线摄像机2电连接，用于识别运输车辆装载的土方类别，如此可以获得实际的工程量。土方类别包括：外购土方和弃土土方。应用时，当运输车辆装载有土方且行驶方向为离开土方工程现场时，该土方为弃土土方，即土方开挖后，挖出来的部分土或全部土不能用于回填，需将其作为弃土运离土方工程现场；当运输车辆装载有土方且行驶方向为进入土方工程现场时，该土方为外购土方，即土方开挖后，挖出来的土不满足回填要求，需从其他地方外购土用于回填土方工程现场，从其他地方运来的土为外购土方。通常每辆运输车装载的土方量是多少按照定量统计，该定量通常根据运输车辆自身的参数得出。定位器1和图像识别器3均与上位机4电连接以将各自获得的数据传输给上位机4，上位机4可以显示这些数据，工作人员根据该数据进行相应的体积计算和运输车辆的统计(即运输车辆运输的土方量是多少)。为了实现自动化，降低人力成本，上位机4可以根据该数据得到土方工程现场的理论土方体积以及外购土方体积和弃土土方体积，还可以进一步得到回填土方体积(回填土方体积＝开挖土方体积+外购土方体积-弃土土方体积)，开挖土方体积即为理论土方体积。上位机4可以将定位器1、红外线摄像机2和图像识别器上传的数据传输至历史数据存储硬盘进行存储，以便于管理和查询。

通过设置定位器1、红外线摄像机2和图像识别器3，为土方量的结算提供了客观、准确的土方数据，数据测量过程自动化，且可以长期存储，便于对历史数据进行管理备查，防止了人为干预。

为了方便布置和不受场地大小的限制，接收定位器1和图像识别器3传输的数据，上位机4与定位器1和图像识别器3均基于移动通信技术连接，如3G(3rd-Generation，第三代移动通信技术)、4G(4rd-Generation，第四代移动通信技术)。

运输车辆运输土方时，由于环境恶劣，运输车辆的车牌上附有灰尘，车牌号码不易分辨，为了方便识别车牌号码以及运输车辆的方向，土方量监控系统还包括：第一阅读器、第二阅读器和标签。

具体地，第一阅读器和第二阅读器均安装在土方工程现场的出入口处，两者与上位机电连接，第一读卡器的天线的辐射方向朝向土方工程现场外，第二读卡器的天线的辐射方向朝向土方工程现场内，当上位机先接收到第一读卡器的信号，后接到第二读卡器的信号时，判断运输车辆进入土方工程现场；当上位机先接收到第二读卡器的信号，后接到第一读卡器的信号时，判断运输车辆离开土方工程现场，即利用接收第一读卡器和第二读卡器的先后顺序来判断运输车辆的行驶方向，此时图像识别器3可以识别运输车辆上是否装载有土方。标签载有运输车辆的车牌号码信息，其安装在运输车辆上，与第一阅读器和第二阅读器基于RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)技术通信连接。上位机根据接收到的第一阅读器和第二阅读器的阅读数据的先后顺序判断运输车辆的运输方向，若先接收第一阅读器的数据，后接收第二阅读器的数据，则判断运输车辆行驶方向为向外；若先接收第二阅读器的数据，后接收第一阅读器的数据，则判断运输车辆行驶方向为向内。

为了准确安全地获取图像，土方量监控系统还包括：警示灯，其设置在土方工程现场的出入口处，警示灯的启动端与图像识别器3的输出端电连接。应用时，当图像识别器3识别出图像中含有运输车辆时，警示灯亮起，提醒其他车辆停止前进，等待通行，当图像识别器3在图像中未识别出有运输车辆时，警示灯灭，提醒其他车辆前进。为了方便驾驶人员驾驶，警示灯可以包括红色警示灯和绿色警示灯，分别表示不同车况，如绿色警示灯亮起时表示前进，红色警示灯亮起时表示停止前进。

土方工程现场环境恶劣，尤其在冬天，红外线摄像机2容易起雾，影响图像的拍摄效果，从而影响图像识别器3的识别，为了防止红外线摄像机2起雾，红外线摄像机2包括：外壳5、摄像头6和加热元件7。外壳5形成有容纳空间，外壳5的前壁设置有视窗51，视窗51处设置有透明的塑料。加热元件7设置在外壳5的内壁面上，在由视窗51指向摄像头6的方向上，加热元件7位于视窗51和摄像头6之间。摄像头6位于容纳空间内，与视窗51相对，并与图像识别器3电连接。通过将加热元件7设置在视窗51和摄像头6之间，使加热元件7产生的热量对两者之间的空间进行加热，防止起雾或凝露。加热元件7的数量为多个，环绕外壳5的内壁面均匀分布。

为了进一步提高加热效果，红外线摄像机2还包括：反射罩8，其设置在外壳5的内壁面上，且反射罩8对应的球心位于视窗51和摄像头6之间的容纳空间，反射罩8的内表面上设置有与反射罩8相距一定距离的加热元件7。通过反射罩8将加热元件7产生的热量反射到空间内，有效地控制了热量的传播。应用时，反射罩8与加热元件7一起配对使用。反射罩8的断面为弧形，且反射罩8的对称轴垂直于外壳5的内壁面，如此利于大部分热量辐射到视窗和摄像头之间的空间。

土方量监控系统还包括：计数器，安装在土方工程现场的出入口处，与上位机电连接，用于统计运输车辆的数量，如此可以精确地统计进场(即进入土方工程现场)的车辆数量以及离场(即离开土方工程现场)的车辆数量，为土方工程量的结算提供精确数据。

综上所述，本发明实施例带来的有益效果如下：

为土方量的结算提供了客观、准确的土方数据，数据测量过程自动化，且可以长期存储，便于对历史数据进行管理备查，防止了人为干预。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。