[发明专利]一种基于AR技术的地下管线资产管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下管线的定位管理技术，更具体地说，是一种基于AR技术的地下管线资产管理系统及方法。

背景技术

中国城市化进程还在加速，市政建设尚处于黄金时期，而中国地域发展不平衡和人口影响较深，城市密度远大于欧美日等发达国家，城市地下管网布网复杂程度相当高，不仅仅有燃气管网，还交织着水网、污水网、电网、通讯网等，经常出现各单位交替施工。地下管线的建设布局密度和复杂程度越来越高，加之地下管线有“不可见”的特性，所以管理难度渐增。日常资产管理中：第三方施工规避、巡检、抢险、检修和增设工作，均不可避免要在“现场”清晰明确地下管线的位置，避免误判造成意外而导致严重的资产损失。

而其中的燃气管网，传输的是天然气气体，管体有压力，泄漏易扩散，容易爆炸造成人民群众生命财产损失，所以安全要求更高，管理要求更严格。虽然燃气公司非常注重燃气地下管道的维护管理，但目前还是存在不少地下管道定位方面的困难，随着时间的增长，让燃气公司的管理压力也越来越大。比如：

1、随着城市变迁，依靠测定与参照物相对位置定位方法失效。

2、城市变迁带来复杂的电磁环境，旧有的金属管道检测和示踪线检测失效；而且，因为产品固有缺陷和复杂施工条件，示踪线应用寿命很少有超过5年。

3、城市密集且电磁复杂环境，使用RTK等卫星精确定位产品可靠性降低，而且有操作时限。

4、使用单点定位标识器成本高，密度低，现场应用有一定局限性。

燃气公司一旦对地下管道无法快速定位，则产生严重管理风险，比如管线容易被第三方施工破坏，无法及时制止；或者抢险无法快速进行，而且无法结合现场制定方案。

因此，未来的燃气地下管道的管理，必须采用AR技术，让管道的位置信息，设备信息，与现场环境相结合，使得在现场能“观看”地下燃气管网，从而简化现场定位工作。并且实现数据共享功能，第三方施工可以向燃气公司申请数据和应用，来“观看”现场的管网分布。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于AR技术的地下管线资产管理系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于AR技术的地下管线资产管理系统，包括前端AR硬件和后台数据处理服务器；所述AR硬件包含显示系统，显示系统上安装有摄像头、测距装置和方位传感器等，通过其各自内部的通讯组件连接到互联网后与所述后台数据处理服务器进行数据交互；或者通过系统的内部微型计算机与系统外部的通讯组件和卫星定位组件进行协同工作，再与所述后台数据处理服务器进行数据交互。

作为本发明的进一步改进，所述显示系统为透明液晶屏、玻璃投影显示器或者为普通的液晶屏；所述摄像头用于将实景图像数字化和将数据传输至计算机处理；所述测距装置用于获取距离信息，使虚拟数据在呈现之前能在现实空间有准确的参考；可采用双摄像头景深测距的方案；所述通讯组件的形式有：WIFI、WLAN、蓝牙、GSM、CDMA、WCAMA、TD-SCDMA、FDD-LTE、TD-LTE等能进行数据交互的无线传输；所述微型计算机上设置有信息录入装置，配置有麦克风、键盘或者屏幕虚拟键盘。

作为本发明的进一步改进，所述AR硬件还带有或者可以连接达到精度要求的GPS设备；所述AR硬件还配备高精度的指北针模块；所述AR设备能连接RTK坐标测量仪器。

本发明还公开了一种实现所述的基于AR技术的地下管线资产管理系统的方法，包括以下步骤：

(1)将地下资产的地理坐标数据和属性数据存储到后台数据处理服务器，经过人工整理，生成管网数据，管网数据中可挂接资产信息；

(2)前端AR硬件在现场通过卫星定位组件获取当前位置坐标，通过通讯组件与后台数据处理服务器进行数据交互，查询到与当前位置坐标相匹配的管网数据；

(3)下载管网数据后，前端AR硬件开始进行空间位置匹配，分二种情况:

情况1：现场有永久标识，并能够读取到标识的码；

则，由微型计算机的录入功能输入标识码，通过通讯组件与后台数据处理服务器进行数据交互，提取永久标识上的坐标数据；再用测距仪对地面测高度后，将摄像头和测距装置对准永久标识位置，让微型计算机根据方位传感器的测量结果，利用几何算法，将当前视觉位置、永久标识坐标、管网数据统一到一个几何框架以内；

情况2：现场没有永久标识，但通过卫星定位组件获取的坐标值较为准确；