广州冠建工程质量检测有限公司莫思康获国家专利权
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龙图腾网获悉广州冠建工程质量检测有限公司申请的专利一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120808214B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510928687.3,技术领域涉及:G06V20/17;该发明授权一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理系统及方法是由莫思康;张震;汪伦;刘威设计研发完成,并于2025-07-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理系统及方法,涉及数据处理技术领域;本发明通过训练U‑Net++模型,基于房屋三维BIM模型,通过空间网格抽样算法结合凸包优化算法,生成预设航迹;无人机搭载双模传感吊舱沿预设航迹飞行,收集图像虚列和元数据;对图像序列进行去噪增强处理,利用BIM特征点投影引导SIFT特征双向匹配实现精度对齐,经欧氏距离阈值验证后输入预训练U‑Net++模型生成裂缝二值掩膜,并转换为物理裂缝参数;通过SfM点云与ICP配准技术计算墙体倾斜角度;集成裂缝参数、倾斜角度及BIM属性,通过风险规则库自动触发分级预警;实现了从数据采集、裂缝识别到风险评估的全流程自动化,显著提升检测精度与效率,有效降低高危漏检率。
本发明授权一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于BIM的无人机感知房屋安全鉴定管理方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、对U-Net++模型进行训练,得到预训练U-Net++模型; S2、构建房屋三维BIM模型,并对房屋进行无人机飞行路径规划,得到预设航迹; S3、无人机沿预设航迹飞行,飞行过程中进行数据收集,当检测到数据异常时进行返航重飞,直至飞行结束,得到元数据和图像序列; S4、对图像序列进行去噪、增强处理,得到增强图像序列;提取增强图像序列的特征,得到SIFT图像特征; 根据SIFT图像特征执行双向匹配操作,得到有效匹配点对集;根据有效匹配点对集进行精度验证; 所述S4包括以下步骤: S41、采用中值滤波,消除图像序列中的噪声,得到去噪后的图像序列; 使用CLAHE增强处理去噪后的图像序列,得到增强图像序列; S42、采用改进SIFT算法,提取增强图像序列中的图像特征点,得到SIFT图像特征; 将房屋BIM特征点集投影到图像平面,得到房屋空间投影; 基于SIFT图像特征、房屋空间投影、房屋三维BIM模型以及增强图像,执行双向匹配操作,保留双向一致的匹配点对,得到有效匹配点对集; 所述双向匹配操作包括正向匹配和反向匹配;所述正向匹配为在增强图像中,搜索房屋空间投影中投影点邻域内的SIFT图像特征,所述反向匹配为将SIFT图像特征反投影至房屋三维BIM模型验证一致性; 所述有效匹配点对集中包含所有有效匹配点对;有效匹配点对包含房屋BIM特征点坐标和增强图像像素坐标; S43、将有效匹配点对集中的房屋BIM特征点坐标按元数据中的当前位姿投影至图像平面,得到期望像素坐标; 计算期望像素坐标与增强图像像素坐标的欧氏距离,得到欧氏距离集; 计算欧氏距离集的平均值,得到平均误差;提取欧氏距离集中的最大值,得到最大误差; 设定平均误差阈值和最大误差阈值;当平均误差小于平均误差阈值且最大误差小于最大误差阈值时,则精度验证通过;否则,精度验证不通过,返回S3; S5、精度验证通过后,计算增强图像序列结合预训练U-Net++模型得到的裂缝二值掩膜的参数,得到裂痕参数集; 具体包括: S51、精度验证通过后,将增强图像序列输入至预训练U-Net++模型,得到裂缝二值掩膜;将裂缝二值掩膜的坐标位置和有效匹配点对中的坐标进行位置融合,得到房屋裂缝的位置; S52、对裂缝二值掩膜进行闭运算和骨架提取操作,得到优化后的裂缝骨架图;计算优化后的裂缝骨架图中骨架链的总像素长度;将骨架链的总像素长度转化为物理长度; S53、沿优化后的裂缝骨架图的骨架线取法向截面,计算得到截面内裂缝像素数;将截面内裂缝像素数转化为物理宽度; S6、对基于增强图像序列和元数据构建高精度点云的进行配准,得到配准后的点云;基于配准后的点云计算得到房屋倾斜角度; 所述S6包括以下步骤: S61、基于序列和元数据,采用SfM算法生成高精度点云; S62、采用ICP配准将高精度点云与房屋BIM三维模型进行配准,得到配准后的点云; S63、对配准后的点云执行RANSAC平面分割,得到内点点集;计算内点点集的协方差矩阵; 提取内点点集的协方差矩阵的最小特征值;计算最小特征值的特征向量,得到实际法向量; 通过空间向量夹角计算公式,计算出实际法向量与BIM基准法向量的夹角,得到房屋倾斜角度; S7、根据房屋三维BIM模型、裂痕参数集以及房屋倾斜角度,结合风险规则库,进行综合风险结果判定。
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