一种工程项目现场施工远程监控平台、系统及方法与流程

本发明涉及工程施工管理、虚拟现实、增强现实技术领域，特别是涉及一种工程项目现场施工远程监控平台、系统及方法。

背景技术：

为确保项目施工质量，项目的施工，都需根据施工合同、规范规定的质量标准，采取一系列检测、监控措施、手段和方法加以保障。工程现场施工监控是保障工程质量的重要手段。一般地，项目施工过程中，施工人员需按要求到指定的地方进行工作，而施工人员是否到达指定位置、项目施工环境是否检查存在危险源、项目施工关键环节工作是否完成、完成工作的质量，这些现场施工工作均需要进行核查和管理。

由于大多工程，例如通信工程，项目施工现场地方分散，施工环节多，以往限于通信技术手段的落后，缺乏远程管理现场项目施工的手段和方法。因此，项目管理人员需本人到施工现场进行工作核查，耗时耗力，无法做到对各地项目施工现场的实时管理。同时，由于施工人员职业技能水平的不均衡，一些新员工，往往会忘记项目工作实施操作步骤，即使是老员工，在新工作时，也会出现不确定操作的问题，因此就需要询问懂操作的员工，有时一个问题需询问多人才能得出正确的答案。因此，现有的方法浪费人力，效率不高还容易出现差错。

随着虚拟现实技术与增强现实技术的发展，已应用到我们工作生活的方方面面。其中，虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域，虚拟现实技术(vr)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面，模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像，感知是指理想的vr应该具有一切人所具有的感知，除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备；增强现实(augmentedreality，简称ar)技术，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动，这种技术最早于1990年提出，随着随身电子产品运算能力的提升，增强现实的用途越来越广。

另外，随着通信技术的快速发展，4g通信网络，特别是5g数据高速网络的出现，更为我们的生活与工作提供了便利，因此，结合虚拟现实和增强现实技术，并利用高速通信网络为项目管理人员远程到施工现场监控，成为本发明亟待解决的问题。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种工程项目现场施工远程监控平台、系统及方法，以利用虚拟现实、增强现实技术可使得项目管理人员实时远程监控各地项目施工现场实况，提高项目管理人员与施工人员的工作效率。

为达上述目的，本发明提出一种工程项目现场施工远程监控平台，包括：

项目管理单元，用于生成项目列表及对应的项目流程环节，并对项目根据专业进行划分；

设备管理单元，用于接收并处理控制端与被控端的注册请求，对控制端与被控端进行设备管理，控制控制端与被控端通过平台建立通信连接，并控制控制端与被控端资源的占用与释放；

数据库，用于存储项目列表及其对应的项目流程明细数据，并存储施工现场的施工图像；

通信模块，用于与控制端、被控端进行信息交互。

优选地，所述设备管理单元对所述注册请求处理，对控制端、被控端进行划分，记录各设备唯一的机器码、设备类型、设备名称、设备参数信息，当控制端发出监控服务请求要与被控端通过平台进行操作时，为所述控制端与被控端建立通信连接，并控制设备资源的占用与释放。

优选地，所述数据库包括项目数据存档库、施工图象存档库以及增新现实图像存档库，所述项目数据存档库用于存储项目列表及其对应的项目流程明细数据，所述施工图像存档库用于存放控制端通过抓取被控端图像方式获取的施工图像，所述增新现实图像存档库预先存储日常图形和专用图形，以便于在被控端图像或视频上叠加增新现实图形。

为达到上述目的，本发明还提供一种工程项目现场施工远程监控系统，包括：

控制端，采用虚拟现实硬件设备,用于向远程监控平台提出注册请求以于远程监控平台上进行注册，向所述发出服务请求，根据所述远程监控平台的响应获取项目信息及对应的项目流程，根据项目流程的选取操作通过所述远程监控平台呼叫对应的被控端，根据远程监控平台的响应与被控端建立通信连接，与被控端进行交互进行施工现场监控；

被控端，使用增强现实硬件设备，用于向远程监控平台提出注册请求以于远程监控平台上进行注册，响应通过远程监控平台的所述控制端的呼叫，与所述控制端建立通信连接，获取施工现场图像、现场视频与所述控制端进行交互；

远程监控平台，用于接收并处理所述控制端与被控端的注册请求，控制所述控制端与被控端建立通信连接，实时控制所述控制端与被控端资源的占用与释放。

优选地，所述控制端通过虚拟现实硬件设备的触动装置，调用所述远程监控平台的项目管理单元，获得项目信息及对应的项目流程以进行选取操作。

优选地，所述控制端通过虚拟现实硬件设备的触动装置操作所述被控端回传的施工现场图像、现场视频信息，在项目数据存档库中存放抓取的施工现场图像、现场视频，并自动建立与项目流程节点的关联关系，在施工图像存档库中存放抓取的施工图像、现场视频。

优选地，所述控制端通过远程监控平台直接在被控端图像或视频上叠加增新现实图像，并实时呈现于所述被控端。

为达到上述目的，本发明还提供一种工程项目现场施工远程监控方法，包括如下步骤：

步骤s1，远程监控平台接收控制端的监控服务请求，对控制端进行鉴权，于鉴权通过后将控制端设备标记为占用。

步骤s2，平台提供控制端对工程项目的选择性操作，根据控制端的选择，呼叫对应的被控端；

步骤s3，当被控端响应远程监控平台发出的控制端的呼叫时，建立控制端与被控端的通信连接，该远程监控平台的设备管理功能单元并标记被控端设备已占用；

步骤s4，控制端与被控端进行交互，实现远程监控目的，并于交互结束后，分别向远程监控平台发出资源释放请求，以释放占用的资源。

优选地，所述控制端与被控端进行交互包括如下步骤：

步骤s400，被控端通过增强现实设备的光学传感器件获取施工现场图像以及现场视频；

步骤s401，所述控制端抓取被控端中的实时施工现场图像、现场视频；

步骤s402，控制端通过虚拟现实硬件设备触动装置操作被控端设备回传的现场图像、视频信息，将其存放于远程监控平台的数据库中。

优选地，当施工工作存在疑问之处，通过远程监控平台直接在被控端图像或视频上叠加增新现实图像，并实时呈现于被控端。

与现有技术相比，本发明一种工程项目现场施工远程监控平台、系统及方法通过远程监控平台接收控制端的监控服务请求，对控制端进行鉴权，于鉴权通过后将控制端设备标记为占用，根据控制端的选择性操作呼叫对应的被控端当被控端响应远程监控平台发出的控制端的呼叫时，建立控制端与被控端的通信连接，该远程监控平台的设备管理功能单元并标记被控端设备已占用，控制端与被控端进行交互，实现远程监控目的，并于交互结束后，分别向远程监控平台发出资源释放请求，以释放占用的资源，本发明利用虚拟现实、增强现实技术可使得项目管理人员实时远程监控各地项目施工现场实况，提高了项目管理人员与施工人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明一种工程项目现场施工远程监控平台的结构图；

图2为本发明一种工程项目现场施工远程监控系统的系统架构图；

图3为本发明一种工程项目现场施工远程监控方法的步骤流程图；

图4为本发明具体实施例中工程项目现场施工远程监控流程图；

图5为本发明具体实施例中构建的远程监控平台架构图；

图6为本发明具体实施例中控制端与被控端的注册过程图；

图7为本发明具体实施例中控制端设备与被控端设备与平台建立通信链接的过程示意图；

图8为本发明具体实施例中控制端设备与被控端设备及平台交互过程示意图；

图9为本发明具体实施例中控制端设备、被控端设备的释放请求的交互示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种工程项目现场施工远程监控平台的结构图。如图1所示，本发明一种工程项目现场施工远程监控平台100，包括：

项目管理单元101，用于生成项目列表及对应的项目流程环节，并对项目进行划分。在本发明具体实施例中，以通信工程项目为例，项目管理单元101预先输入项目列表以及对应的项目流程环节，并对根据通信工程专业，例如无线专业、传输专业、数据专业、基础设施、核心网等，对项目进行划分。

设备管理单元102，用于接收并处理控制端与被控端的注册请求，对控制端与被控端进行设备管理，控制控制端与被控端通过平台建立通信连接，以及控制控制端与被控端资源的占用与释放，具体地，设备管理单元102对控制端、被控端进行划分，记录各设备唯一的机器码、设备类型、设备名称、设备参数信息，即当控制端与被控端发出注册请求时，对注册请求处理，对控制端、被控端进行划分，记录各设备唯一的机器码、设备类型、设备名称、设备参数信息；当控制端发出服务请求要与被控端通过平台联系进行操作时，为控制端与被控端建立通信连接，并控制设备资源的占用与释放。

数据库103，包括项目数据存档库、施工图象存档库以及增新现实图像存档库，其中项目数据存档库用于存储项目列表及其对应的项目流程明细数据，施工图像存档库用于存放控制端通过抓取被控端图像方式获取的施工图像，增新现实图像存档库用于预先存储一些日常图形(例如线条、矩形、基本形状、箭头)和专用图形(例如工程施工安装操作图、效果图)，以便于在被控端图像或视频上叠加增新现实图形。

通信模块104，用于与控制端、被控端进行信息交互。

图2为本发明一种工程项目现场施工远程监控系统的系统架构图。如图2所示，本发明一种工程项目现场施工远程监控系统，包括：

控制端20，使用虚拟现实硬件设备，例如外接式头戴设备、一体式头戴设备、移动端头显设备，使用于项目管理者端，安装支持增强现实功能的应用程序，支持图像、视频实时传输，控制端20用于向远程监控平台22的设备管理单元102提出注册请求以于远程监控平台22上进行注册，向设备管理单元102发出服务请求，根据远程监控平台22的响应从项目管理单元101获取项目信息及对应的项目流程，通过远程监控平台22呼叫被控端21，根据远程监控平台22的响应与被控端建立通信连接，与被控端进行交互进行施工现场监控。在本发明具体实施例中，控制端20可有线或4g、5g通信网络方式连接到远程监控平台22。

被控端21，使用增强现实硬件设备,例如手机、平板电脑、google眼镜等，使用于项目施工人员端，安装支持增强现实功能的应用程序，支持图像、视频实时传输，被控端21用于向远程监控平台22的设备管理单元102提出注册请求以于远程监控平台22上进行注册，响应通过远程监控平台22的控制端20的呼叫，与控制端20建立通信连接，与控制端20进行交互。在本发明具体实施例中，被控端21通过4g或5g通信网络连接到远程监控平台22。被控制端支持gps功能，控制端20与远程监控平台22可主动获取被控端21的gps信息，远程监控平台22可通过该gps信息确认被控端21是否在项目施工目标区域。

远程监控平台22，用于接收并处理控制端20与被控端21的注册请求，控制控制端20与被控端21建立通信连接，实时控制控制端与被控端资源的占用与释放。具体地说，在控制端20与被控端21于远程监控平台22上完成注册后，当控制端20向远程监控平台22发出服务请求时，远程监控平台22的设备管理单元对该服务请求进行响应，首先对控制端20进行鉴权，当通过鉴权后，对控制端设备标记设备占用，控制端20则可通过项目管理单元后去项目信息及相应的项目流程，控制端20可选择所需监控的项目流程节点，并通过设备管理单元呼叫对应的被控端21，当被控端21响应平台22发出的控制端的呼叫请求时，建立通信连接，此时远程监控平台22的设备管理单元标记控制端20与被控端21均占用，控制端20与被控端21可进行交互，被控端21通过增强现实设备的光学传感器件拍照施工现场图像、现场视频，控制端20抓取被控端设备中的实时施工图像、现场视频，控制端20还可通过虚拟现实硬件设备的触动装置操作被控端21回传的现场图像、视频信息，在项目数据存档库中存放抓取的施工图像、现场视频，并自动建立与项目流程节点的关联关系,在施工图像存档库中存放抓取的施工图像、现场视频,并核实施工现场地理位置是否为实际施工目标区域。

图3为本发明一种工程项目现场施工远程监控方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种工程项目现场施工远程监控方法，包括如下步骤：

步骤s1，远程监控平台接收控制端的监控服务请求，对控制端进行鉴权，于鉴权通过后将控制端设备标记为占用。

步骤s2，平台提供控制端对工程项目的选择性操作，根据控制端的选择，呼叫对应的被控端。也就是说，控制端在该远程监控平台可进行选择性操作，控制端可通过项目管理单元获得所有项目及对应的项目流程，并可获得所有空闲、忙碌的被控端(控制端)设备类型、与谁交互、是否占用、交互时长等信息，当控制端选择某一项目流程并获得确认后，设备管理单元则会根据控制端的选择，呼叫对应的被控端。在本发明具体实施例中，控制端可通过虚拟现实硬件设备的触动装置，调用项目管理单元，获取项目管理的项目明细资料，所述项目管理的项目明细资料来源于项目数据存档库，包括项目起始日期、项目进度、当前施工技术节点、当前需监控事项要点、现场施工联系人、现场施工联系人被控端名称等信息，控制端则根据项目管理中当前需监控事项要点，选择项目流程，于项目管理单元确认后通过设备管理单元呼叫被控端。

步骤s3，当被控端响应远程监控平台发出的控制端的呼叫时，建立控制端与被控端的通信连接，该远程监控平台的设备管理功能单元并标记被控端设备已占用。

步骤s4，控制端与被控端进行交互，实现远程监控目的，并于交互结束后，分别向远程监控平台发出资源释放请求，以释放占用的资源。

具体地，控制端与被控端进行交互包括如下步骤：

步骤s400，被控端通过增强现实设备的光学传感器件获取施工现场图像以及现场视频。

步骤s401，所述控制端抓取被控端中的实时施工现场图像、现场视频，项目管理人员可根据现场施工人员发送的现场图像、视频进行施工工作远程核查，判定施工工作是否合格。

步骤s402，控制端通过虚拟现实硬件设备触动装置操作被控端设备回传的现场图像、视频信息，将其存放于远程监控平台的数据库中，具体地，在项目数据存档库中存放抓取的施工图像、现场视频，并自动建立与项目流程节点的关联关系,在施工图像存档库中存放抓取的施工图像、现场视频。优选地，控制端还获取被控端的gps信息，根据该gps信息核实施工现场地理位置是否为实际施工目标区域。

优选地，当项目管理人员对施工工作有疑问之处，可通过远程监控平台直接在被控端图像或视频上叠加增新现实图像(比如圈定问题点，并在被控端上呈现预期的效果图)，并实时呈现于被控端，以便告知施工人员。同时，被控端也可请求远程协助，请求控制端远程提供安装操作图、效果图在被控端上实时视频上叠加呈现，所述增强现实图像来自远程监控平台的增新现实图像存档库。

当控制端与被控端交互结束后，远程监控平台则根据控制端与被控端的释放请求释放控制端与被控端，其中请求释放、释放成功由设备管理单元处理，可同时进行，设备管理单元可将回收的设备资源再分配。

优选地，于步骤s1之前，还包括如下步骤：

步骤s0，远程监控平台接收并处理控制端与被控端的注册请求，将控制端与被控端于平台上进行注册。注册主要是在平台登记设备唯一的机器码，以防止非法设备接入平台，每个设备只需登记一次便可。

以下将通过一具体实施例来说明本发明：

在本实施例中，以通信工程项目现场施工远程监控为例，如图4所示，其步骤如下：

步骤一，构建通信工程项目施工管理大数据平台。

所述通信工程项目施工管理大数据平台包括通信工程施工项目管理、设备管理、项目数据存档库、施工图像存档库、增强现实图像存档库功能模块，如图5所示，所述项目管理功能模块根据通信工程专业(无线专业、传输专业、数据专业、基础设施、核心网等)对项目进行划分，并预先生成项目列表和流程环节，所述设备管理功能模块接收并处理控制端与被控端的注册请求，对控制端及被控端设备端粒，根据被控端、主控端进行划分，记录设备唯一的机器码、设备类型、设备名称、设备参数信息等，其中项目管理者主要使用控制端(虚拟现实设备)、项目施工人员主要使用被控端(增强现实设备)；项目列表和流程明细数据存放在项目数据存档库中，由控制端通过抓取被控端图像方式存放在施工图像存档库；增新现实图像存档库：预先在平台输入。包括日常图形(例如线条、矩形、基本形状、箭头)、专用图形(例如通信工程施工安装操作图、效果图)

步骤二，控制端设备及被控端设备在平台注册，如图6所示，所述平台通过有线或无线网络进行控制端设备、被控端设备注册，注册主要是在平台登记设备唯一的机器码，防止非法设备接入平台，设备只需登记一次便可，本实施例中，控制端设备使用虚拟现实硬件设备(例如：外接式头戴设备、一体式头戴设备、移动端头显设备)、被控端设备使用增强现实硬件设备(例如：手机、平板电脑、google眼镜)。

步骤三，控制端设备与被控端设备通过平台进行交互操作。

具体的交互操作包括如下环节：

1)控制端设备发送服务请求，平台通过鉴权后标记控制端设备为占用，于控制端设备选择项目流程节点，通过平台呼叫被控端设备。

控制端在平台大部分为选择性操作，控制端可看到所有空闲、忙碌的被控端(控制端)设备类型、与准交互、是否占用、交互时长等信息。

如图7所示，1、控制端设备发送服务请求，2、平台对控制端设备进行鉴权，并于鉴权通过后标记控制端设备为占用，3、于控制端选择项目流程，4、确认所选择的项目流程；5呼叫被控端设备。

2)被控端设备响应控制端设备呼叫，建立通信连接，并且平台的设备管理功能模块标记被控端设备占用。具体地，如图7所示，6、被控端响应，平台的设备管理功能模块标记被控端设备占用，8、被控端设备与控制端设备建立通信连接。

3)控制端设备与被控端设备进行交互。在本实施例中，控制端、被控端设备安装支持增强现实功能的应用程序，支持图像、视频实时传输，控制端设备通过有线或4g、5g通信网络方式连接到平台，被控端通过4g或5g通信网络连接到平台，并且被控制端支持gps功能，控制端可主动获取被控端gps信息，平台可根据gps信息确认被控端是否在项目施工目标区域。控制端设备可通过虚拟现实硬件设备触动装置操作被控端设备回传的现场图像、视频信息，并核实施工现场地理位置是否为实际施工目标区域，控制端设备还可通过声音装置与被控端设备进行实时语音交流，控制端设备可根据被控端请求，提供施工操作指引增强现实图像至被控端设备(需被控端设备支持)。

具体过程如图8所示，具体描述如下

1、控制端设备使用虚拟现实硬件设备的触动装置，调用项目管理功能。

2、项目管理的项目明细资料来源于项目数据存档库，包括项目起始日期、项目进度、当前施工技术节点、当前需监控事项要点、现场施工联系人、现场施工联系人被控端名称等信息。

3、控制端设备根据项目管理中当前需监控事项要点，及时调用被控端设备。

4、被控端通过增强现实设备的光学传感器件拍照施工现场图像、现场视频。

5、控制端抓取被控端设备中的实时施工图像、现场视频。

6、控制端回传抓取的施工图像、现场视频。

7、在项目数据存档库中存放抓取的施工图像、现场视频，并自动建立与项目流程节点的关联关系。

8、在施工图像存档库中存放抓取的施工图像、现场视频。

9、项目管理人员可根据现场施工人员发送的现场图像、视频进行施工工作远程核查，判定施工工作是否合格。对有疑问之处，直接在现场施工人员被控端图像或视频上叠加增新现实图像(比如圈定问题点，并在被控端上呈现预期的效果图)呈现。施工人员也可请求远程协助，让项目管理人员远程提供安装操作图、效果图在被控端上实时视频上叠加呈现。上述增强现实图像来自平台的增新现实图像存档库。

步骤四，当控制端设备与被控端设备交互结束，平台的设备管理功能模块释放控制端设备与被控端设备。

图9为本发明具体实施例中控制端设备、被控端设备的释放请求的交互示意图，其中请求释放、释放成功由设备管理功能模块处理，可同时进行，设备管理功能可将回收的设备资源再分配。

综上所述，本发明一种工程项目现场施工远程监控平台、系统及方法通过远程监控平台接收控制端的监控服务请求，对控制端进行鉴权，于鉴权通过后将控制端设备标记为占用，根据控制端的选择性操作呼叫对应的被控端当被控端响应远程监控平台发出的控制端的呼叫时，建立控制端与被控端的通信连接，该远程监控平台的设备管理功能单元并标记被控端设备已占用，控制端与被控端进行交互，实现远程监控目的，并于交互结束后，分别向远程监控平台发出资源释放请求，以释放占用的资源，本发明利用虚拟现实、增强现实技术可使得项目管理人员实时远程监控各地项目施工现场实况，提高了项目管理人员与施工人员的工作效率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。