一种对高空起重机械巡检作业的监控系统及其方法

1.本发明属于施工巡检的监控技术领域，具体涉及一种对高空起重机械巡检作业的监控系统及其方法。


背景技术：

2.塔吊、龙门吊是建筑工地，尤其是高层建筑必不可少的大型起重机械，同时因为该设备在安拆和使用过程中存在高风险，有较大安全事故隐患。该类起重机械事故的发生多因为塔吊未按照要求定期检查、保养，部分事故也因人员操作失误造成，因此，巡检维保等过程必不可少。目前该类工程机械已经基本实现了定期巡检维保的作业，但是如何保证此类高空维保巡检的质量及可靠性，同时保证巡检人员的安全性，让巡检维保不仅体现在数量上，更要体现在巡检维保的质量上，是目前设备所有方和维保方所面对的问题。作为维保方的工作内容无法被实时记录，设备所有方也无法得知维保方是否真正的进行了保养工作及保养的情况，也无法保证维保人员的安全性。目前部分巡检维保单位开始安装类似设备来监控作业过程，但是高空巡检维保通常作业面积有限，作业人员往往通过脱牵引绳或者吊篮等装置靠近被检对象，活动范围非常有限，而且手持作业设备的同时，没有多余的手空出去手持记录设备实时记录现在现场作业状况；现有随身记录设备（肩夹式或头戴式）通常固定在身体的某个部位，在人员作业的同事，记录设备仅能够对准部分视角，无法灵活移动，无法捕捉现场巡检维保作业各角度的实时视频。现有记录装置多为离线装置，没有和起重机械、作业人员、记录设备及作业视频等通过标识形成数据绑定。甲方也无法辨别视频的真伪，同时当现场安全事故发生时，也无法实现准确的事故责任溯源机制，也无法及时发现现场维保人员的问题情况。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种对高空起重机械巡检作业的监控系统及其方法。
4.为达到上述目的，提出以下技术方案：一种对高空起重机械巡检作业的监控系统，包括rfid电子标签，安装于高空巡检工作人员的安全头盔内，标签内含有唯一的tid编码，用于实现身份识别和定位；无人机，设有rfid读写器，识别和定位rfid标签，同时用于拍摄巡检人员的工作情况和姿态；遥控器，用于操控无人机；移动客户端，其程序装载在移动设备上，实现巡检任务的选择，显示实时拍摄的图像及无人机飞行状态信息；后台系统客户端，其程序装载在计算机上，实现任务设置，历史录像记录查询和rfid读写器参数设置；
后台云系统，提供程序服务器和数据库服务器，实现在线的数据直播及录播，提供对象oss存储服务。
5.后台云系统分为云系统基础和功能模块，系统程序运行与云端的程序服务器，新建的任务数据、实时地图数据、监控任务执行期间产生的视频及图片数据保存在数据库服务器。
6.进一步地，rfid电子标签采用超高频段的无源rfid，超高频段的范围为920-924.5mhz。
7.进一步地，遥控器与无人机之间通过自由射频协议进行飞行控制和图像传输，通过type-c接口与移动客户端进行动作控制指令及各类图像模式的对接，移动客户端的网络制式为5g nr。
8.进一步地，后台系统客户端为b/s架构程序，通过计算机的浏览器进行运行，用户根据现场监控需要选择合适的地图及模式，页面新建任务，选择计划执行的时间，设置飞行的跟进距离、镜头角度及飞行动作，保存后上传云端工移动客户端下载，完成任务后，可在图像模块查看任务执行过程中的视频及照片，硬件设置包括读写器功率、模式及频段设置，同时可用于资源管理。
9.一种采用如权上述系统进行监控的方法，包括如下步骤：1）后台系统客户端新建任务，建立监控任务的基本信息；2）形成任务工单列表，通过云端http服务将任务上传到云服务器，以供移动客户端及时下载任务；3）高空巡检工作人员开始维保巡检作业前，打开移动客户端，选择移动客户端派发的巡检监控任务，查询任务信息无误后，开始启动无人机航拍跟随及执行相关指令；4）高空巡检工作人员在高空执行维保巡检任务，无人机上的rfid读写器实时捕捉rfid标签rssi及相位角，并发送至无人机定位主控板，经过处理后，将作业人员的实时位置反馈到后台系统客户端，同时，无人机摄像头将捕捉到的视频实时传到定位主控板，计算并将结果反馈至无人机姿态控制系统，实现无人机对工作人员的实时固定距离的拍摄；5）高空巡检工作人员在高空执行维保巡检任务，无人机的摄像头进行机器视觉检测人体姿态，判断高空巡检人员姿态是否合理，有无危险操作，能进行实时预警，并通过无人机远程对话模块进行预警提醒；6）在维保任务进行时，后台管理人员或设备方业主能登录后台系统客户端，选择对应的监控任务，查看rfid信息及巡检任务说明，点开视频，实时查看维保巡检直播画面，在维保任务结束后，后台管理人员或设备方业主能登录后台系统客户端，选择任务，查看保存下来的维保巡检录像及照片。
10.进一步地，步骤1）中的基本信息包括被监控的高空巡检人员的个人信息、rfid唯一标识、无人机机型、续航时间、巡检地点gps定位信息、作业高度、巡检任务工作内容、设备方信息、巡检监控作业点任务信息、巡检监控拍摄的重点动作及细节注意事项。
11.进一步地，步骤5）的具体操作过程如下：无人机拍摄获得作业人员姿态录像视频，将录像视频显示在后台系统客户端，通过后台系统客户端将视频导入预训练完成的深度学习网络模型，通过深度学习网络判断视频中的人物姿态的对错，将判断结果反馈给后台系统客户端，针对结果，利用无人机对话的方式与维保人员进行沟通，在使用深度学习网络模
型前，要对深度学习进行视频动态图像识别训练，当准确率达到70%以上时投入使用。
12.本发明的有益效果在于：1）为整个维保作业的监控提供了原始的作业的素材，增进了双方的可信度；2）通过将监控作业的全过程整合成完整的可追溯系统，方便任务相关信息快速保存及查找；3）无需作业人员直接参与监控作业的操作，保证了高空作业人员的安全性。
附图说明
13.图1为本发明的系统架构图；图2为本发明的监测方法示意图。
具体实施方式
14.下面结合说明书附图对本发明做进一步地说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
15.如图1所示，一种对高空起重机械巡检作业的监控系统，包括rfid电子标签，安装于高空巡检工作人员的安全头盔内，标签内含有唯一的tid编码，用于实现身份识别和定位，rfid电子标签通过920-924.5mhz的超高频段与无人机连接，无人机包括飞控模块、影像模块、对话模块和rfid读写器，无人机内设有的rfid读写器，识别和定位rfid标签，确定高空巡检人员的位置，同时用于拍摄巡检人员的工作情况和姿态，无人机拍摄获得作业人员姿态录像视频，将录像视频显示在后台系统客户端，通过后台系统客户端将视频导入预训练完成的深度学习网络模型，通过深度学习网络判断视频中的人物姿态的对错，将判断结果反馈给后台系统客户端，针对结果，利用无人机对话的方式与维保人员进行沟通，在使用深度学习网络模型前，要对深度学习进行视频动态图像识别训练，当准确率达到70%以上时投入使用。遥控器包括无线飞控、图像接收和供电模块，遥控器与无人机之间通过自由射频协议进行飞行控制和图像传输，通过type-c接口与移动客户端进行动作控制指令及各类图像模式的对接。移动客户端，包括地图模块、任务模块和图像模块，其程序装载在移动设备上，如手机或平板电脑，实现巡检任务的选择，显示实时拍摄的图像及无人机飞行状态信息。后台系统客户端，其程序装载在计算机上，包括地图模块、计划任务、图像模块、硬件设置和资源管理，后台系统客户端为b/s架构程序，通过计算机的浏览器进行运行，用户根据现场监控需要选择合适的地图及模式，页面新建任务，选择计划执行的时间，设置飞行的跟进距离、镜头角度及飞行动作，保存后上传云端工移动客户端下载，完成任务后，可在图像模块查看任务执行过程中的视频及照片，硬件设置包括读写器功率、模式及频段设置，同时可用于资源管理。后台云系统分为云系统基础和功能模块，系统程序运行与云端的程序服务器，新建的任务数据、实时地图数据、监控任务执行期间产生的视频及图片数据保存在数据库服务器，实现在线的数据直播及录播，提供对象oss存储服务。
16.如图2所示，一种采用如权上述系统进行监控的方法，包括如下步骤：1）后台系统客户端新建任务，建立监控任务的基本信息，基本信息包括被监控的高空巡检人员的个人信息、rfid唯一标识、无人机机型、续航时间、巡检地点gps定位信息、作业高度、巡检任务工作内容、设备方信息、巡检监控作业点任务信息、巡检监控拍摄的重
点动作及细节注意事项；2）形成任务工单列表，通过云端http服务将任务上传到云服务器，以供移动客户端及时下载任务；3）高空巡检工作人员开始维保巡检作业前，打开移动客户端，选择移动客户端派发的巡检监控任务，查询任务信息无误后，开始启动无人机航拍跟随及执行相关指令；4）高空巡检工作人员在高空执行维保巡检任务，无人机上的rfid读写器实时捕捉rfid标签rssi及相位角，并发送至无人机定位主控板，经过处理后，将作业人员的实时位置反馈到后台系统客户端，同时，无人机摄像头将捕捉到的视频实时传到定位主控板，计算并将结果反馈至无人机姿态控制系统，实现无人机对工作人员的实时固定距离的拍摄；5）高空巡检工作人员在高空执行维保巡检任务，无人机的摄像头进行机器视觉检测人体姿态，判断高空巡检人员姿态是否合理，有无危险操作，能进行实时预警，并通过无人机远程对话模块进行预警提醒；6）在维保任务进行时，后台管理人员或设备方业主能登录后台系统客户端，选择对应的监控任务，查看rfid信息及巡检任务说明，点开视频，实时查看维保巡检直播画面，在维保任务结束后，后台管理人员或设备方业主能登录后台系统客户端，选择任务，查看保存下来的维保巡检录像及照片。