一种地下管网监测系统和方法与流程

1.本发明涉及管线安全领域，尤其涉及一种地下管网监测系统和方法。


背景技术：

2.地下管网的监测和巡检是关系城市生存安全的重要环节，现有的地下管网巡检方法如下：首先，巡检员会定期对所负责辖区内的燃气闸井、场站、调压站、调压箱进行巡检，查看是否有燃气泄漏的情况或者隐患。尤其是燃气闸井基数庞大，巡检员首先需要规划好排查路线，避免绕路、重复排查，每到一个巡查点，巡检员都需要用井钩打开井盖，利用传统的三合一设备监测井内气体的浓度，测量液位高度，最后还需要填写巡查记录。现有方法流程繁琐，时间成本大，且存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明提供一种地下管网监测系统和方法，解决现有系统和方法时间成本高、安全隐患大的问题。
4.为解决上述问题，本发明是这样实现的：
5.本发明实施例提出一种地下管网监测系统，包含：ar设备，服务器，管线监测设备；所述ar设备，用于，根据设定的巡检时间和巡检点位置，生成巡检路线；获取当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备；获取巡检点特征照片，进行特征识别，根据识别结果加载对应的虚拟数据模型，在原有巡检点特征照片画面上叠加所述虚拟数据模型；获取所述管线监测设备采集的各项监测数据，上传至服务器；将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果，上传至服务器；在每个巡检点位置拍摄巡检现场照片，上传至服务器；所述服务器，用于接收和存储所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果，传输至所述ar设备；所述管线监测设备，用于采集各项监测数据，传输至所述ar设备。
6.优选地，所述ar设备，还用于根据巡检人员、巡检类型、巡检时间和巡检点位置制定巡检任务。
7.优选地，所述ar设备，还用于获取手势信息，进行识别，得到不同手势信息对应的不同指令。
8.优选地，所述ar设备与服务器之间的通信方式为无线通信。
9.优选地，所述ar设备，进一步包含：摄影采集模组、图像识别模组、图像编辑模组、呈像模组、定位模组、通信模组、处理器模组；所述摄影采集模组，用于采集所述巡检点特征照片和巡检现场照片；所述图像识别模组，用于对所述巡检点特征照片进行特征识别；所述图像编辑模组，用于根据识别结果加载对应的虚拟数据模型；所述呈像模组，用于在所述巡检点特征照片上叠加所述虚拟数据模型；所述定位模组，用于获取当前巡检点位置；所述通信模组，用于与服务器通信；所述处理器模组，用于根据所述当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备，获取所述管线监测设备采集的各项监测数据，将所述各项监测数据与预先
设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果。
10.优选地，所述各项监测数据包含：管道内压力、气体浓度、管道内温度、管道内湿度、流量和流速中的一种或几种。
11.优选地，所述ar设备为ar头戴式显示器。
12.优选地，所述图像识别模组还用于获取手势信息。
13.优选地，所述ar设备还包含：交互识别模组，用于根据所述手势信息，计算手势发生移动时的距离和角度，得到不同手势对应的不同命令。
14.本发明实施例还提供一种地下管网监测方法，使用所述系统，包含以下步骤：通过ar设备产生巡检路线，获取当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备，获取巡检点特征照片，叠加虚拟数据模型，获取每个巡检点位置拍摄巡检现场照片；通过ar设备获取地下管线的各项监测数据，将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果；将所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果。
15.本发明有益效果包括：本发明将ar技术应用到了地下管网系统中，有效提高了巡检效率及质量，对一定时间范围内燃气管线及其附属物的状况和变化进行一个全面的了解和掌握，通过分析出的结果可以有效的避免燃气管线可能发生的问题，不仅节省了人力、物力和时间，同时巡检安全也得到了保障。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1为一种地下管网监测系统实施例；
18.图2为一种地下管网监测系统使用模式实施例；
19.图3为一种地下管网监测方法流程实施例。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.增强现实(augmented reality，ar)是一种将虚拟世界与真实世界结合的技术，利用ar设备上的摄像机实时地计算当前位置并添加虚拟信息(文字、图像、三维模型、音乐、视频等)，实现与真实世界的信息互补，从而达到“增强”现实的技术。然而，大部分现有的ar技术仅仅是在真实世界的图像上叠加简单的虚拟信息，并没有将ar技术与其他技术结合以解决诸如地下管网这种复杂问题的方法。
22.本发明创新点如下：第一，本发明创新性地将ar设备应用于地下管网监测系统中，通过ar设备的增强现实处理过程，将各巡检点的真实照片和虚拟数据模型叠加，可以同步生成动态效果模型，从而对各巡检点得到可视化监测结果；第二，本发明采用了将ar技术与即时定位技术相结合的新型导航方法，对地下管网进行管控，使ar代替了人眼，不仅节省了
人力物力，同时也保障了巡检安全。
23.以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
24.图1为一种地下管网监测系统实施例，可实现地下管线安全巡检，作为本发明实施例，一种地下管网监测系统，包含：ar设备1，服务器2，管线监测设备3。
25.所述ar设备，用于，根据设定的巡检时间和巡检点位置，生成巡检路线；获取当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备；获取巡检点特征照片，进行特征识别，根据识别结果加载对应的虚拟数据模型，在原有巡检点特征照片画面上叠加所述虚拟数据模型；获取所述管线监测设备采集的各项监测数据，上传至服务器；将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果，上传至服务器；在每个巡检点位置拍摄巡检现场照片，上传至服务器；所述服务器，用于接收和存储所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果，传输至所述ar设备；所述管线监测设备，用于采集各项监测数据，传输至所述ar设备。
26.在本发明实施例中，进一步地，所述ar设备包含：摄影采集模组11、图像识别模组12、图像编辑模组13、呈像模组14、定位模组15、通信模组16、处理器模组17。
27.所述摄影采集模组，用于采集所述巡检点特征照片和巡检现场照片；所述图像识别模组，用于对所述巡检点特征照片进行特征识别；所述图像编辑模组，用于根据识别结果加载对应的虚拟数据模型；所述呈像模组，用于在所述巡检点特征照片上叠加所述虚拟数据模型；所述定位模组，用于获取当前巡检点位置；所述通信模组，用于与服务器通信；所述处理器模组，用于根据所述当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备，获取所述管线监测设备采集的各项监测数据，将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果。
28.在本发明实施例中，进一步地，所述ar设备还包含：交互识别模组18。
29.所述交互识别模组，用于根据所述手势信息，计算手势发生移动时的距离和角度，得到不同手势对应的不同命令。
30.在本发明实施例中，所述ar设备，还用于根据巡检人员、巡检类型、巡检时间和巡检点位置制定巡检任务。例如，所述ar设备通过处理器模组制定巡检任务。
31.具体地，ar设备在使用前会预先设置好各个巡检点位的信息，如井编号、坐标、关联监测设备的信息等，巡检员在使用时首先会设定巡检计划，包含了巡检时间、巡检地点、巡检人员、巡检点位及点位信息和巡检类型等，之后ar设备会根据设置的巡检计划对巡检路线进行制定，并提供实时导航的服务，在巡检完成后会对此次巡检任务进行记录，记录会保存在服务器端，这样可以避免巡检不规范所导致的一系列问题，在提高巡检效率的同时也对人员进行了管理。
32.需要说明的是，巡检类型是根据巡检内容进行选择的，除了例行巡检，查看监测点的基本情况以外，还可以包括特定问题巡检，针对燃气管线窨井出现的各种问题，如井内积水、管线泄漏等，进行特定问题巡检。
33.在本发明实施例中，所述ar设备，还用于获取手势信息，进行识别，得到不同手势信息对应的不同指令，例如，通过所述图像识别模组获取手势信息，通过所述交互识别模组进行识别，得到不同手势信息对应的不同指令。
34.需要说明的是，所述手势信息包括但不限于“单击”、“双击”、“扩大”、“缩小”、“拖
拽”、“确定”和“取消”。
35.在本发明实施例中，ar设备是核心部分，用于实现制定巡检计划、查看管线状态以及导航等一系列需要与用户交互的操作；服务器用于数据的传送，分别与ar设备和管线监测设备通过无线通信连接，接收和传送管线监测设备的管线监测数据以及ar设备的巡检数据，并完成数据分析比对的功能；管线监测设备主要是安装在管网各个巡检点，监控管道是否正常运行。
36.管线监测设备采集的所述各项监测数据包含：管道内压力、气体浓度、管道内温度、管道内湿度、流量和流速中的一种或几种。需要说明的是，所述各项监测数据不限于上述数据，还可以包含其他数据，这里不做特别限定。
37.优选地，所述ar设备与服务器之间的通信方式为无线通信，例如，wifi、4g、3g和或gprs；所述ar设备与服务器之间还可以采用其他通信方式，例如，蓝牙，usb等，这里不做特别限定。
38.在本发明实施例中，ar设备会处理拍摄到现实世界的画面(巡检点现场照片)，首先是识别现实世界的特征，比如井盖，当ar设备拍摄到1号井盖之后，图像识别模组会根据1号井盖的特征识别出这是1号井盖，然后图像编辑模组会相应的在1号井盖周边显示1号井所对应的数据模型，也就是监测数据以及管线数据等，呈像模组将这个模型图像叠加在原有的现实画面上，从而形成了ar也就增强现实的效果。
39.ar设备也可以同步生成动态效果模型，比如监测设备异常报警，报警的闪烁图标也会在现实画面上叠加显示给用户。
40.需说明的是，拍摄巡检点现场照片的主要目的是为了记录归档方便以后查看，并且对本次巡检内容有一个依据，证明这个监测点确实经过监测；另外，对于有问题的监测点，如出现积水等事件，拍摄照片也可以对情况有一个完整的记录，拍摄积水处理前和处理后的照片可以证明本监测点已经将事件处置完成。
41.在本发明实施例中，所述处理器模组相当于ar设备的核心，还用于控制摄影采集模组、图像识别模组、图像编辑模组、呈像模组、定位模组、通信模组、处理器模组和交互识别模组的稳定运行。
42.在本发明实施例中，所述ar设备优选为ar头戴式显示器，，用于实现增强现实技术，能够实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3d模型的技术，实现在眼镜屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
43.在本发明实施例中，所述定位模组可以采用gps/北斗卫星进行定位，以获取当前的位置信息，ar设备还可以通过拍摄的图像结合gps/北斗卫星定位可以获取当前的位置信息，内置的交互识别模组可以识别使用者手势的信息并进行相应的交互。
44.在本发明实施例中，通常判断燃气管线是否正常可以通过管线监测设备采集的数据进行比对，在服务器端预先设定好这些指标的正常范围值，服务器通过比对实时数据和预设数据就可以判断出管线是否正常，这些数据会通过无线通信传输到ar设备上，让巡检人员可以实时掌握管线状态并作出后续处置。
45.本发明实施例提出的地下管网监测系统，取代了以往燃气管线巡检人员巡检的传统方式，可通过ar终端对监测点进行巡检数据的记录并作出相应处置，佩戴方便、操作便捷、性能高效、实用性强；可以对一定时间范围内燃气管线及其附属物的状况和变化进行一
个全面的了解和掌握，通过分析出的结果可以有效的避免燃气管线可能发生的问题，不仅节省了人力、物力和时间，同时巡检安全也得到了保障。
46.本发明实施例解决了现有燃气管线巡检效率低下(巡检时间长、传统以人工方式进行监测、问题不能及时反馈等)的问题；还解决了巡检流程管理不规范，巡检人员工作不到位的问题。
47.图2为一种地下管网监测系统使用模式实施例，包含本发明地下管网监测系统的具体使用方式，作为本发明实施例，一种地下管网监测系统，包含：ar设备，服务器，管线监测设备。
48.所述ar设备，用于，根据设定的巡检时间和巡检点位置，生成巡检路线；获取当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备；获取巡检点特征照片，进行特征识别，根据识别结果加载对应的虚拟数据模型，在原有巡检点特征照片画面上叠加所述虚拟数据模型；获取所述管线监测设备采集的各项监测数据，上传至服务器；将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果，上传至服务器；在每个巡检点位置拍摄巡检现场照片，上传至服务器；所述服务器，用于接收和存储所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果，传输至所述ar设备；所述管线监测设备，用于采集各项监测数据，传输至所述ar设备
49.使用本发明系统时，巡检班组长或巡检员利用ar设备制定巡检任务：巡检人员佩戴ar设备，在屏幕上会显示制定巡检计划的选项，在设定巡检计划的时候会逐一填写基本信息，如时间、人员、巡检点选择，ar设备会自动根据选择的巡检点进行路线规划。
50.随后巡检人员在各个巡检点执行巡检任务；同时巡检人员会使用ar设备记录各个巡检点的数据；ar设备会将巡检数据通过无线网络上传至服务器；服务器获取巡检数据之后会对数据进行分析处理，得出分析结果判定巡检数据有无异常；最后数据分析人员会在服务器得到巡检数据及分析结果，并对巡检是否合格作出判断。
51.图3为一种地下管网监测方法流程实施例，可使用本发明地下管网监测系统，作为本发明实施例，一种地下管网监测方法，具体包含以下步骤：
52.步骤101，通过ar设备产生巡检路线，获取当前巡检点位置，加载关联的管线监测设备，获取巡检点特征照片，叠加虚拟数据模型，获取每个巡检点位置拍摄巡检现场照片。
53.步骤102，通过ar设备获取地下管线的各项监测数据，将所述各项监测数据与预先设定的各项监测数据阈值进行比较，得到初始监测结果。
54.步骤103，将所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果。
55.需要说明的是，ar设备可计算初始监测结果，服务器将所述各项监测数据、初始监测结果和巡检现场照片，进行管线情况分析，得到最终监测结果。
56.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员
来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。