(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210582644.0 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 长安大学 地址 710061 陕西省西安市碑林区南 二环 中段 (72)发明人 王海英　王喜川　陶建宇　李智　 楚林　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 专利代理师 薛俊波 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/08(2012.01) G01D 21/02(2006.01)G01S 19/42(2010.01) (54)发明名称 一种基于BIM的高速公路 建设协同管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于BIM的高速公路建设 协同管理系统， 具体涉及高速公路建设管理系统 领域， 包括主控模块、 信息感知模块、 图片处理模 块、 比例换算模块、 信息采集模块、 工程管理模块 和移动通信模块， 移动通信模块分别与主控模 块、 信息感知模块、 图片处理模块、 比例换算模 块、 信息采集模块、 工程管理模块相连接， 且主控 模块还与信息感知模块、 图片处理模块、 比例换 算模块、 信息采集模块、 工程管理模块相连接。 本 发明通过利用无人机对高速公路实时建设情况 进行随机抓拍， 同时结合视觉图像识别单元、 远 程激光测距仪生成工程对应点位距离文本集和 拍摄点位距离文本集， 使 得高速公路上的实时建 设信息更加方便的基 于BIM框架进行整理。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114996805 A 2022.09.02 CN 114996805 A 1.一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 包括主控模块、 信息感知 模块、 图片处理模块、 比例换算模块、 信息采集模块、 工程管理模块和移动通信模块， 所述移 动通信模块分别与主控模块、 信息感知模块、 图片处理模块、 比例换算模块、 信息采集模块、 工程管理模块相连接， 且所述主控模块还与信息感知模块、 图片处理模块、 比例换算模块、 信息采集模块、 工程管理模块相连接， 所述信息感知模块通过图片处理模块对高速公路实 时建设情况图片进行矫正处理， 所述图片处理模块将矫正处理后的图片通过移动通信模块 将高速公路实时建设情况图片发送至所述比例换算模块， 并与所述工程管理模块的工程信 息进行比对； 所述信息感知模块包括无人拍摄机， 所述无人拍摄机用于抓拍高速公路实时建设情况 照片形成图片集， 所述无人拍摄机的底部固定安装有用于测量无人拍摄机与地面距离的远 程测距仪， 所述无人拍摄机的顶部固定安装有用于定位拍摄地点经纬度及拍摄时间信息的 GPS定位单元， 且所述远程测距仪、 GPS 定位单元与无人拍摄机的控制主板相连接， 以用于提 取无人拍摄机实时拍摄的图片的时间及地 点定位信息并生成具体文本集； 所述工程管理模块用于将高速公路建设时各工程结构的设计和施工质量安全进度要 求明细进行录入 存档； 所述信息感知模块通过所述无人拍摄机所形成的图片集和所述远程测距仪及 GPS定位 单元所形成的具体文字集组合成第一图文待处理合集包， 且将所述第一图文待处理合集包 通过所述主控 模块传输 至所述比例换算模块； 所述比例换算模块用于将所述信息感知模块所组合成的图文结合包转换成图文结合 文字包， 转换完成后发送至所述工程管理模块进行信息比对； 所述图片处理模块包括图片剪裁单元， 所述图片剪裁单元用于将所述无人拍摄机所抓 拍的图片裁剪成长宽比例为3:2大小的矩形图片格式， 所述图片处理模块包括几何矫正单 元， 所述几何矫正单元用于将所述无人拍摄机所抓拍的图像的几何畸变进行几何校正， 所 述几何矫正单元的输出端连接有色彩矫正单元， 所述色彩矫正单元用于对 所述无人拍摄机 抓拍的图像进行矫 正偏色； 所述图片裁剪单元与 所述几何矫正单元相连接， 所述色彩矫正单元与 所述几何矫正单 元的输出端相连接， 以用于对所述无人拍摄机所抓拍的图片集进 行一一处理直至符合规格 匹配， 且所述图片处理模块与所述工程管理模块相连接， 以用于提升所述工程管理模块进 行质量安全进度信息比对的准确度。 2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 还 包括传感监控模块， 所述传感监控模块包括风速传感器、 温度传感器、 湿度传感器、 光敏传 感器； 所述风速传感器 固定安装在所述信 息感知模块中的无人拍摄机的两侧， 当所述风速传 感器在接收到所述无 人拍摄机在运行时的风速时， 生成实时风速文本； 所述无人拍摄机的底部固定安装有温度传感器和湿度传感器， 当无人拍摄机在运行抓 拍的过程中， 通过所述温度传感器与所述湿度传感器采集当天空气中实时的温度和湿度信 号， 并生成实时温湿度文本； 所述光敏传感器 固定安装在无人拍摄机的外壁， 且所述光敏传感器与 所述无人拍摄机 的闪光灯组件相连接， 以用于辨别所述无人拍摄机在抓拍时的感光度， 并在较暗的环境中权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996805 A 2通过所述无人拍摄机的控制主板控制闪光灯组件进行补光。 3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 所 述传感监控 模块还包括视觉图像识别单 元和传感数据合成单 元； 所述视觉图像识别单元与 所述图片处理模块相连接， 以用于读取所述图片处理模块内 所形成的每个图片内的不同工程结构主体构件及质量安全进度数据， 并生成工程对应点文 本集， 所述传感数据合成单元分别与温度传感器、 湿度传感器、 风速传感器、 光敏传感器及 视觉图像传感器相连接， 以用于将所收集到的实时风速文本、 实时温湿度文本和工程对应 点文本集， 进行组合 生成第二图文 待处理合集包。 4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 还 包括移动通信模块， 所述移动通信模块与所述传感监控模块相连接， 所述移动通信模块与 工程管理模块相连接， 以用于将第二图文待处理合集包的内容与第一图文待处理合集包的 内容进行组合， 并与所述工程管理模块内的结构设计及质量安全进度数据进行比对， 并生 成初次匹配度文本集。 5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 还 包括质检模块， 所述质检模块与工程管理模块相连接， 所述工程管理模块生成的初次匹配 度文本集通过所述移动通信模块 发送至质检模块， 所述初次匹配度文本集通过所述质检模 块与所述工程管理模块进行符合度二次精确匹配， 并生成二次匹配度文本集。 6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 还 包括自动报警模块， 所述自动报警模块与所述质检模块相连接， 所述质检模块产生的二次 匹配度的文本集通过所述移动通信模块发送至自动报警模块， 生成质检结果值， 当质检结 果值与所述工程管理模块之 间的匹配度高于百分之八十时， 所述自动 报警模块发出完成信 号， 当质检结果值与所述工程管理模块之间的匹配度低于百分之八十时， 所述自动报警模 块发出报警信号。 7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的高速公路建设协同管理系统， 其特征在于： 还 包括一种通过信息感知模块 生成具体的高速公路实时建 设情况信息文本集的方法， 其中： S1： 首先利用无人机对高速公路实时建设情况进行随机抓拍， 在无人机飞行工作过程 中， 每隔一分钟进行一次抓拍， 抓拍到 十张照片后生成图片集； S2： 在S1里无人机抓拍的过程中， 视觉图像识别单元通过机器视觉图像摄取装置对所 抓拍到的图片内部的不同工程结构主体构件及质量安全进度数据进行识别， 对应生成工程 对应点文本集； S3： 通过远程激光测距仪对在S2里所识别到的不同工程结构主体构件定位与高速公路 设计路线之间的距离进行距离测量， 并生成工程对应点位距离文本集， 同时通过远程测距 仪对无人拍摄机的拍摄高度进行测量， 并生成拍摄点 位距离文本集； S4： 通过GPS定位器对S1里无人机抓拍的图片集， 以及S2里远程激光测距仪所生成的距 离文本集， 生成具体的实时拍摄时间和拍摄地 点的经纬度信息文本集； S5： 最后将S1、 S2、 S3和S4里所生成的图片集、 工程对应点文本集、 工程对应点位距离文 本集、 拍摄点位距离文本集和经纬度信息文本集信息通过信息整合， 形成 图文待处理合集 包， 并发送至比例换算模块即可。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996805 A 3