一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统的制作方法

1.本发明涉及变电站建设施安全监测技术领域，尤其是一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统。


背景技术：

2.近年来，随着我国电力需求不断增长，对变电站的建设和投资逐渐加强，变电站投运和在建数量逐年增加。在变电站建设过程中，需要高效的管理技术保证现场作业安全、质量可靠和进度正常，目前的管理手段更多地是以人工巡视和管理制度相结合规范人的行为素质，管理手段相对单一，人力资源利用效率较低。另一方面，传统的项目选址、土石方工程量测算、施工现场运输路线和物料堆放区布置等工作需要大量的现场勘测和计算。提出利用三维全景技术对变电站进行可视化管理，通过无人机对整个变电站进行多方位影像采集，经加工处理获得三维全景，以此为基础进行公开透明的管理，提高管理效率，可以在整个建设周期形成施工工艺信息库和三维全景信息库。在前期选址布置阶段，利用无人机在施工场地及周边区域飞行，建立全景三维模型，在模型中进行位置、面积、场地和交通等综合比较分析，能够方便项目进行驻地和物料堆放场地布置，还可对模型包含的高程信息进行坡度、距离计算，为拟定施工运输方案提供依据。通过无人机不同阶段拍摄生成的720度全景图对比分析，能够直观显示施工阶段产生的偏差，从而对施工进度和资源重新调整和安排，通过无人机三维全景技术可以有效管理现场施工人员和机械，确保人员和机械在工作中不逾越安全红线。利用无人机全景三维模型不仅能够高效解决土方测量工作，还能动态跟踪土方量，直观查看工程进度需求。
3.因此，运用无人机技术与数学算法相结合的方法可以实现变电站建设的全过程控制。通过三维全景技术，利用采集到的相关数据信息对变电站建设全过程进行跟踪控制，能科学地指导工程决策，保证施工现场安全，实施有效的管理、指挥和决策手段，确保变电站建设质量得到有效提升。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统，以解决现有的变电站建设过程中管理手段相对单一、人力资源利用效率较低、选址、土石方工程量测算、施工现场运输路线和物料堆放区布置等工作需要大量的现场勘测和计算的问题。
5.为了实现上述目的，发明采用的技术方案如下：
6.一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统,包括无人机拍摄装置，全景三维数据生成程序以及应用程序组成；
7.所述无人机拍摄装置由无人机搭载云台相机进行周期性采集航测影像，并将获取数据通过数据传输设备上传至后台服务器；
8.所述全景三维数据生成程序安装在后台服务器上，变电站影像数据采集完成后，在后台使用三维图像制作软件处理无人机影像图生成720度高清全景图，并生成高清正射
影像、数字地形与三维实体建模；
9.所述应用程序实现从数据库中调取三维全景数据，并且应用程序对三维全景数据进行显示，分析，方案规划，安全预警，相关测算，决策指导以及方案打印。
10.进一步地，所述无人机拍摄装置结合变电站建设全过程内容，依据变电站自身及周边的运营环境，规划无人机飞行航线和飞行周期，无人机采集装置作为感知层，搭载一台高精度云台相机，是整个监测系统的基础部分，能在各种恶劣条件下，对变电站建设全过程的各个重要节点能拍摄精准的航测影像数据。
11.进一步地，所述数据传输设备采用无线网桥的方式进行数据传输，考虑到现场和监控中心可通视，现场和监控中心的距离不超过10km。
12.进一步地，所述应用程序划分为应用服务层和展示层，服务层负责系统数据处理和分析，展示层提供方案、报表和图形显示，是该系统人机交互界面。
13.进一步地，所述服务包括数据处理与控制子程序和分析研判和预警子程序。
14.进一步地，所述数据处理与控制子程序对处理后的大量遥感识别数据资料，需要通过数据处理与控制子系统，进行深一步的处理和分析。
15.优选地，数据处理与控制子程序主要包括对数据进行过滤、二次处理，基于制作的成果图，代替人工现场勘测对变电站项目进行选址，并对站内的物料场地和站外物料运输路线进行科学布置和规划，通过在后台服务器查看施工现场三维全景图，实现对现场人员和机械的有效管控，利用无人机全景三维模型计算出土方量，通过周期性的拍摄动态跟踪土方量，直观查看工程进度，通过无人机对不同施工阶段拍摄生成的720度全景图对比分析，显示施工阶段产生的偏差，从而对施工进度和资源重新调整和安排。
16.进一步地，所述分析研判与预警子系统对三维全景数据进行分析研判，通过控制工程建设的各个环节，对前期项目选址、物料场地布置、运输路线规划、现场人员机械管控、土石方测算和施工进度控制等方面实现智能管控和决策指导，在现场作业人员和机械设备违规作业的时候发出预警信息，结合预警机制，及时对不安全行为加以制止，防止事故的发生或扩大，减少损失。
17.综上所述，由于采用了上述技术方案，发明的有益技术效果是：
18.一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统通过周期性无人机采集航测影像数据的方式，通过无人机搭载云台相机获取变电站建设全过程的周期性航测数据，并将获取数据通过数据传输设备上传后台服务器，并进行三维成果生成和处理后将数据保存在系统数据库。应用系统从数据库中调取三维全景数据并对其分析研判，通过控制工程建设的各个环节，对前期项目选址、物料场地布置、运输路线规划、现场人员机械管控、土石方测算和施工进度控制等方面实现智能管控和决策指导，在现场作业人员和机械设备违规作业的时候发出预警信息，结合预警机制，及时对不安全行为加以制止，防止事故的发生或扩大，减少损失。
19.采用无人机手段对变电站建设全过程进行科学管理与控制，通过对建设全过程关键节点的周期性监测，实现对变电站建设全过程的高效安全控制，能科学地指导工程决策，在提高工程进度的同时还能确保工程建设质量。
附图说明
20.图1为本发明的逻辑框图。
21.图2为本发明的系统结构框架图。
具体实施方式
22.为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
23.实施例1
24.本实施例中，一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统,包括无人机拍摄装置，全景三维成果生成程序以及应用程序组成；
25.所述无人机拍摄装置由无人机搭载云台相机进行周期性采集航测影像，并将获取数据通过数据传输设备上传至后台服务器；
26.所述全景三维成果生成程序安装在后台服务器上，变电站影像数据采集完成后，在后台使用三维图像制作软件处理无人机影像图生成720度高清全景图，并生成高清正射影像、数字地形与三维实体建模；
27.所述应用程序实现从数据库中调取三维全景数据，并且应用程序对三维全景数据进行显示，分析，方案规划，安全预警，相关测算，决策指导以及方案打印。
28.所述无人机拍摄装置结合变电站建设全过程内容，依据变电站自身及周边的运营环境，规划无人机飞行航线和飞行周期，无人机采集装置作为感知层，搭载一台高精度云台相机，是整个监测系统的基础部分，能在各种恶劣条件下，对变电站建设全过程的各个重要节点能拍摄精准的航测影像数据。
29.所述数据传输设备采用无线网桥的方式进行数据传输，考虑到现场和监控中心可通视，现场和监控中心的距离不超过10km。
30.所述应用程序划分为应用服务层和展示层，服务层负责系统数据处理和分析，展示层提供方案、报表和图形显示，是该系统人机交互界面。
31.所述服务包括数据处理与控制子程序和分析研判和预警子程序。
32.所述数据处理与控制子程序对处理后的大量遥感识别数据资料，需要通过数据处理与控制子系统，进行深一步的处理和分析。
33.数据处理与控制子程序主要包括对数据进行过滤、二次处理，基于制作的成果图，代替人工现场勘测对变电站项目进行选址，并对站内的物料场地和站外物料运输路线进行科学布置和规划，通过在后台服务器查看施工现场三维全景图，实现对现场人员和机械的有效管控，利用无人机全景三维模型计算出土方量，通过周期性的拍摄动态跟踪土方量，直观查看工程进度，通过无人机对不同施工阶段拍摄生成的720度全景图对比分析，显示施工阶段产生的偏差，从而对施工进度和资源重新调整和安排。
34.所述分析研判与预警子系统对三维全景数据进行分析研判，通过控制工程建设的各个环节，对前期项目选址、物料场地布置、运输路线规划、现场人员机械管控、土石方测算和施工进度控制等方面实现智能管控和决策指导，在现场作业人员和机械设备违规作业的时候发出预警信息，结合预警机制，及时对不安全行为加以制止，防止事故的发生或扩大，
减少损失。
35.一种基于无人机的变电站建设全过程控制系统通过建立变电站建设全过程控制系统，在前期项目选址阶段，利用无人机在施工场地及周边区域飞行，建立全景三维模型，在模型中进行位置、面积、场地和交通等综合比较分析，方便项目进行场地布置，还可对模型包含的高程信息进行坡度、距离计算，为拟定施工运输方案提供依据，与现场施工作业相结合，能够有效管理现场施工人员和机械，确保人员和机械在工作中不逾越安全红线。
36.在施工阶段，对于土方量的控制可以利用无人机全景三维模型对土方量进行测算，还能动态跟踪土方量，直观查看工程进度需求。通过无人机对不同施工阶段拍摄生成的720全景图对比分析，能够直观显示施工阶段产生的偏差，从而对施工进度和资源重新调整和安排。利用上述功能实现对变电站建设全过程的高效安全控制，能科学地指导工程决策，在提高工程进度的同时还能确保工程建设质量。
37.以上所述为发明的较佳实施例，并不用以限制发明，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。