本發(fā)明總體涉及在施工休息期間用于施工現場的準備的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)的方法，涉及自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)，并且涉及計算機程序產品。

背景技術：

在諸如建筑施工、土木工程之類的一般施工工作的技術中以及在用于生活消費品的生產的靈活的工廠環(huán)境中，計劃、進展觀察、文檔編制以及盈余分撥帳是重要的關鍵因素。在一些情況下，這些方面越來越復雜并且不斷變化，尤其由于涉及多個參與方、人以及/或者客觀資源不斷變動、最終結果的復雜度日益增加、時間緊、人力資源成本日益增加等。原來由一個管理者計劃并監(jiān)管的工作如今對于一個人而言太復雜，并且多人之間的分配常由于增多的交流而失誤。

因此，試圖在此技術領域中發(fā)展自動化操作與計算機化操作。例如，在建筑施工技術中，ep2629210、jp5489310、cn103886139、us2014/268064或者us2014/192159給出了所謂的建筑信息模型系統(tǒng)方法的實施例?；蛘?，在根據裝配線工廠環(huán)境的技術的另一實施例中，ep1116080等涉及自動化工具的管理。

隨之，技術問題是多方面的。例如，紙質命令可能在發(fā)布至執(zhí)行實體時就過時了；需要對意外的即時反應以及有目的的處理，其中，對期望進度的所有結果必須看做是使影響最小化；必須對完成的工作進行探查、處理并且紀實性描述，與計劃進度的偏差必須紀實性描述、確定并且處理。其中，存在的依存關系常常太復雜而不能立即應對，對于現場的執(zhí)行實體而言尤其如此。

尤其考慮到執(zhí)行實體的期望的靈活性以及有效使用，考慮到對效率增大以及時間緊或者結構與人力資源的時常熟練地實時更換與備用管理的需求，需要的改進遠高于普通人用計算機與移動電話。

特別地，作為現場執(zhí)行實體的工人需要考慮以上提及的問題以及隱藏的缺陷，然而他的主要任務實際是完成他的工作。而且，隨著施工任務越來越復雜并且同時對于效率提高以滿足時間緊的需求，失誤率增大的風險增長。

在一般施工工作中，特定順序的一系列工作包(workpackage)往往需要被跟隨，其中，隨后的工作包可能需要推遲直到特定的先決步驟完成，當這樣的特定步驟的執(zhí)行需要高度專業(yè)人員時尤其如此。因此，由于人力不足，尤其如果專業(yè)人員不足，單一具體施工步驟的延誤會使整個系列的工作包停止。

因此，特別期望一方面通過自動化成許多專門的步驟(所述步驟常涉及計劃與添加施工標記并且核實施工公差)或者另一方面通過提供機構以使這些復雜的施工步驟容易使得不太熟練的員工能夠執(zhí)行而減輕專業(yè)人員的工作量。

因此，本發(fā)明的目的是提高施工現場上工作包的改進的計劃與協調并因此提高效率以實現施工項目。

具體目的是其是在無需具有全部期望結果的所有知識以及進程的連貫性的情況下從總的項目觀點來看以有效的方式在技術上幫助現場的執(zhí)行實體完成他的工作。

本發(fā)明的另一具體目的也是提高施工工作的質量，尤其通過使失誤率最小化，尤其通過避免由遭遇時間緊的工人導致的失誤。

另一目的是尤其通過使對專業(yè)人員的依賴最小化而改進人力資源管理。

技術實現要素：

本發(fā)明涉及一種在施工休息期間用于施工現場的準備的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)用的方法，所述管理與支持系統(tǒng)具有：

至少一個服務器機構，所述至少一個服務器機構儲存通用施工數據庫，所述數據庫包括：

物理施工部件的多個目標實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括數字施工計劃信息(例如二維或者三維信息，cad信息)以及所述目標實體的屬性信息；

所述目標實體的表示由所述物理施工部件建立的期望施工結果的層級結構；以及

資源實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括關于人力儲備與材料儲備的信息，

可移動支持系統(tǒng)，所述可移動支持系統(tǒng)適于

在所述施工現場自動移動并定位，并且

給所述施工現場添加施工標記與信息(下面稱作標簽)，為此目的，所述可移動支持系統(tǒng)包括用于添加施工標記與信息的機構，尤其是濺射裝置、激光焊燈與多功能鉸接臂中的至少一者。

目標實體可以表示單個物理施工部件，例如單個墻、柱子或者電源插頭，或者目標實體可以表示一組連貫的物理施工部件，例如單個房間或者多個房間的墻壁或者用于部分施工現場的電纜網絡的鋪設。根據目標實體的類型與復雜性，數據庫可以包括：二維或者三維施工計劃信息，例如cad信息、網絡計劃；關于特殊施工要求的信息，例如環(huán)境條件、要使用的特殊工具或者其他目標實體的相關性；以及尤其針對工人的安全性相關信息。而且，施工數據庫持續(xù)被新信息(例如關于施工現場的當前的“竣工”信息，這些信息包括關于個體目標實體的執(zhí)行狀態(tài)信息；可能發(fā)生了的問題，例如延誤或者損壞目標實體)更新。數據庫還包括關于人力資源與材料儲備的信息，特別地，其中，人力資源信息包括關于工人的可用性與任職資格的信息，例如，工作日程以及能被工人采納的任務清單。

就在施工現場上的自動移動與取向而言，可移動支持系統(tǒng)可以具備儲存在施工數據庫上的用于目標位置的具體信息。例如，這些信息可以包括gps坐標、內部施工現場坐標系統(tǒng)的三維坐標、包括障礙物、樓梯等的三維建筑信息或者用于例如借助激光引導系統(tǒng)的引導移動的信息。此外，可移動支持系統(tǒng)可以配備有其自身的取向與引導系統(tǒng)，例如包括尤其用于避開在通向目標位置的道路上的障礙物并且用于在目標位置局部取向的攝像機定位系統(tǒng)。

特別地，可移動支持系統(tǒng)可以是地面機器人或者飛行機器人(無人機)。

根據本發(fā)明的方法以下面的步驟的特征如下：

尤其通過優(yōu)化可利用的人力與材料儲備的支配基于所述施工數據庫的所述當前狀態(tài)自動確定用于目標實體的施工的一系列工作包；

基于用于所述目標實體的施工的所述一系列工作包自動確定至少一項輔助準備任務；

所述至少一項輔助準備任務自動分配至所述可移動支持系統(tǒng)；以及

所述可移動支持系統(tǒng)基于所述分配的輔助準備任務自動給所述施工現場添加標記與信息以用于支持所述一系列工作包。

因此，通過使執(zhí)行實體的許多準備工作(例如，計劃接下來的工作步驟以及添加對應的施工標記)自動操作而以最有效的方式利用執(zhí)行實體(尤其是工人)的工作時間。特別地，計劃操作與添加標記操作能在執(zhí)行實體的休息時間(例如晚間)自動執(zhí)行，并因此能夠在不增加人力資源的情況下日以繼夜地操作施工工程。而且，計劃系列施工步驟與添加施工標記常常需要熟練員工，并因此常代表一系列工作包中的瓶頸。根據本發(fā)明的方法減輕了熟練人員的負擔并因此避免出現由太多這樣的瓶頸導致的延誤并且減少了技術不太熟練的工人與機械裝置的空閑時間。

在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)的標簽包括關于將工作包指定給執(zhí)行實體的信息，所述執(zhí)行實體尤其是工人與自動化或者半自動化工具中的至少一者。

因此，當到達施工現場時，執(zhí)行實體(這里具體是工人)能例如在無需首先與上級進行指導性談話的情況下立即確定他的責任以及他的工作包。

在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)的標簽包括關于諸如由執(zhí)行實體用于工作包的執(zhí)行的特定裝置以及/或者材料之類的輔助機構的信息或者指令，尤其是關于裝置以及/或者材料的位置信息以及裝置以及/或者材料的類型或者標識符。

尤其在大的施工現場，此實施方式確保以最有效的方式利用工具與裝置以及材料。尤其在人力資源不斷變化的情況下，更換的工人亦能立即明白在哪找到所需的工具與材料以履行他的任務。對于維護費用高的裝置而言，還確保設備使用以及/或者優(yōu)化的維護安排的良好分配度。

具體實施方式涉及這樣的方法，在此方法中，可移動支持系統(tǒng)的標簽包括對于執(zhí)行實體的施工指令，尤其是工作包的施工步驟的相繼次序或者年月日次序。此實施方式再次地例如在人力資源不斷變化的情況下有益，并且提供這樣的可能性：不太熟練的人員亦能執(zhí)行通常需要專家的工作包。

例如，這樣的施工指令標記可以表示待由工人閱讀的引導信息，或者這些施工指令標記也可以表示用于自動化或半自動化執(zhí)行裝置的指南。例如，這些標記可以包括機器可讀代碼，此機器可讀代碼對這樣的機器具有進一步的指令，例如待由自動涂飾機器使用的顏色或者一系列顏色或者待由自動鉆孔機器鉆孔的鉆孔直徑。

鑒于對工人有潛在危險的工作包或者易受影響的施工步驟(例如關于對精度與小的公差水平的特殊要求)，在另一實施方式中可移動支持系統(tǒng)的標簽包括關于工作包的警戒提示，尤其是對執(zhí)行實體(特別是工人)的關于工作包的具體步驟的安全警告以及/或者安全預警。

可移動支持系統(tǒng)的標簽可以基于以下中的至少一者：二維標記，例如涂漆標記、激光燒灼標記或者書面信息；三維結構，例如借助三維結構的逐層應用(三維打印)、例如借助表面濺射裝置或者通過向施工現場附加物理結構、例如借助例如許多工業(yè)應用中公知的多功能鉸接臂，三維結構尤其是用于工具的框架限定器或者物理止動器；電子可讀標簽，尤其通過附加無線射頻識別標簽；以及光學標簽，例如用于測量工作包的反射器。

例如，如ep11760473、ep13166334以及ep12160353中描述的一類表面濺射裝置可以用于施用二維標記或者三維標記。

時常監(jiān)測施工現場上的環(huán)境條件是重要的并使用專用監(jiān)測工具與裝置，并且信息發(fā)送至施工數據庫。例如，在許多情況下，具體的施工步驟可能取決于諸如某溫度水平或者濕度水平之類的環(huán)境條件，或者隨后的工作包的計劃可能需要一些干燥時間。監(jiān)測裝置可以是靜止的，或者根據實際需要這些監(jiān)測裝置在施工現場動態(tài)移動。

因此，在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于監(jiān)測施工現場上的環(huán)境條件(尤其是溫度與濕度條件)，并且適于自動向施工數據庫提供環(huán)境信息，尤其是其中信息用于更新所述系列的工作包(尤其用于在施工步驟取決于環(huán)境條件的情況下核實或者取消工作包)。

例如，可以借助可移動支持系統(tǒng)與服務器機構的通信界面建立聯機的雙向通信鏈接(尤其是實時鏈接)。其中可建立可移動支持系統(tǒng)以提供具體的現場準備任務信息并且建立動態(tài)的并且實時更新的施工數據庫與具體的現場任務。

在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)還可以提供關于更新施工數據庫的進一步信息。例如，可移動支持系統(tǒng)可以適于在施工現場進行一組控制度量以確定先前執(zhí)行的工作包的進展信息，進展信息尤其包括先前執(zhí)行的工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量指示與已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質指示中的至少一者，特別是關于超出限定閾值的指示，并且自動向施工數據庫提供進展信息。這組控制度量基于施工數據庫當前狀態(tài)作為輔助準備任務的一部分分配至可移動支持系統(tǒng)，特別地，其中，可移動支持系統(tǒng)適于提供下面的至少一種度量：

尤其用于包括空間點、邊緣以及拐角中至少一者的識別的自動特征識別的相機連測(camerabasedreferencing)；

尤其基于幾何與語義分類的圖像分類算法；以及

尤其基于幾何與語義分類的點云分類算法。

就這樣的控制度量而言，公知許多不同種類的通用勘測方法與裝置，這些通用勘測方法與裝置例如用于測量空間點、邊緣、距離以及/或者獲取區(qū)域的二維或者三維點云并且適于與不同圖像處理與特征提取算法的組合一起使用。例如，ep2458328描述了用于在施工過程中測量并且標記空間點的建筑勘測裝置。ep2638358描述了用于沿任一形狀表面上的水平線測量并且標記空間點的另一施工勘測裝置。ep2541194描述了用于追蹤、測量并且標記相鄰表面的邊緣與拐角的另一結構測量單元。

本發(fā)明還涉及一種在施工休息期間用于施工現場的準備的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)，所述管理與支持系統(tǒng)具有：

計算機機構，所述計算機機構包括至少一個服務器機構，所述至少一個服務器機構儲存通用施工數據庫，所述數據庫包括：

物理施工部件的多個目標實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括數字施工計劃信息(例如，二維或者三維信息、cad信息)以及所述目標實體的屬性信息；

所述目標實體的表示由所述物理施工部件建立的期望施工結果的層級結構；以及

資源實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括關于人力儲備與材料儲備的信息，

可移動支持系統(tǒng)，所述可移動支持系統(tǒng)適于

在所述施工現場自動移動并定位，并且

給所述施工現場添加施工標記與信息(下面稱作標簽)，為此目的，所述可移動支持系統(tǒng)包括用于添加施工標記與信息的機構，尤其是濺射裝置、激光焊燈與多功能鉸接臂中的至少一者，

所述系統(tǒng)的特征在于，

所述計算機機構尤其通過優(yōu)化可利用的人力與材料儲備的支配基于所述施工數據庫的所述當前狀態(tài)自動限定關于所述目標實體的施工的一系列工作包，

所述計算機機構基于用于所述目標實體的施工的所述一系列工作包自動確定至少一項輔助準備任務，

所述計算機機構將所述至少一項輔助準備任務自動分配至所述可移動支持系統(tǒng)，并且

所述計算機機構使所述可移動支持系統(tǒng)基于所述分配的輔助準備任務自動給所述施工現場添加標記與信息以用于支持所述一系列工作包。

在具體實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于提供基于以下至少一者的標簽：二維標記，例如涂漆標記、激光燒灼標記或者書面信息；三維結構，例如借助三維結構的逐層應用(三維打印)、例如借助表面濺射裝置或者通過向施工現場附加物理結構、例如借助例如許多工業(yè)應用中公知的多功能鉸接臂，三維結構尤其是用于工具的框架限定器或者物理止動器；電子可讀標簽，尤其通過附加無線射頻識別標簽；以及光學標簽，例如用于測量工作包的反射器。

在施工現場管理與支持系統(tǒng)的另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于提供這樣的標簽，這些標簽包括關于將工作包指定給執(zhí)行實體的信息，執(zhí)行實體特別是工人與自動化或者半自動化工具中的至少一者。

在施工現場管理與支持系統(tǒng)的另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于提供這樣的標簽，這些標簽包括關于由所述執(zhí)行實體用于執(zhí)行所述工作包的尤其是裝置以及/或者材料的輔助機構的信息或者指令，尤其是所述裝置以及/或者材料的位置信息以及所述裝置以及/或者材料的類型或者標識符。

具體實施方式涉及這樣的施工現場管理與支持系統(tǒng)，在此施工現場管理與支持系統(tǒng)中，可移動支持系統(tǒng)適于提供這樣的標簽，這些標簽包括對于執(zhí)行實體的施工指令，尤其是工作包的施工步驟的相繼次序或者年月日次序。

在施工現場管理與支持系統(tǒng)的另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于提供這樣的標簽，這些標簽包括關于工作包的警戒提示，對于執(zhí)行實體(尤其是工人)的關于工作包的具體步驟的安全警告以及/或者安全預警。

在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于測量施工現場上的環(huán)境條件，尤其是溫度與濕度條件，并且適于自動向施工數據庫提供環(huán)境信息，尤其是其中信息用于更新所述系列的工作包，尤其用于在施工步驟取決于環(huán)境條件的情況下核實或者取消工作包。

在具體實施方式中，施工現場管理與支持系統(tǒng)包括用于動作位置可變的執(zhí)行實體(尤其用于工人或者自動化或半自動化工具)的可移動客戶端裝置，此可移動客戶端裝置適于與服務器機構建立通信鏈接，并且執(zhí)行實體借助可移動客戶端裝置用關于目標實體的已執(zhí)行工作包的信息來更新施工數據庫以建立當前狀態(tài)的施工數據庫。

在另一實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于在施工現場進行控制度量以用于確定先前執(zhí)行的工作包的進展信息，所述進展信息特別包括先前執(zhí)行的工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量指示與已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質指示中的至少一者，特別是關于超出限定閾值的指示，并且適于自動向施工數據庫提供進展信息。控制度量基于施工數據庫的當前狀態(tài)作為輔助準備任務的一部分分配至可移動支持系統(tǒng)，特別地，其中，可移動支持系統(tǒng)適于提供下面的至少一種度量：

尤其用于包括空間點、邊緣以及拐角中至少一者的識別的自動特征識別的相機連測；

尤其基于幾何與語義分類的圖像分類算法；以及

尤其基于幾何與語義分類的點云分類算法。

根據本發(fā)明的系統(tǒng)包括微控制器、微計算機、數字信號處理系統(tǒng)或者可編程或硬連線數字邏輯，因此，本發(fā)明可以涉及計算機程序產品，此計算機程序產品儲存在機器可讀媒介上或者具體化成電磁波(例如有線或無線數據信號)，此計算機程序產品在軟件中實施根據本發(fā)明的功能，因此，軟件也是本發(fā)明的一個實施方式。

特別地，如本文中展現的，程序代碼能在服務器的數字計算單元或系統(tǒng)的可移動客戶端裝置上實現。

用于根據本發(fā)明的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)的計算機程序產品包括程序代碼，這些程序代碼儲存在服務器機構或者客戶端裝置上，并且構造成用于自動與施工數據庫通信以便于重獲施工數據庫的當前狀態(tài)，所述計算機程序產品用于執(zhí)行限定的算法以便確定為了期望的施工結果建立的新的系列的工作包并且用于提供相應的施工以及/或者支持信息，特別地，其中，所述算法優(yōu)化可利用的人力與材料儲備的支配，其中，所述信息分配至可移動支持系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及一種在施工休息期間用于確定施工現場的當前狀態(tài)的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)用的方法，管理與支持系統(tǒng)具有：

至少一個服務器機構，所述至少一個服務器機構儲存通用施工數據庫，所述數據庫包括：

物理施工部件的多個目標實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括數字施工計劃信息(例如二維或者三維信息、cad信息)以及所述目標實體的屬性信息；

所述目標實體的表示由所述物理施工部件建立的期望施工結果的層級結構；以及

用于所述施工現場的竣工模型，所述竣工模型包括關于所述目標實體的執(zhí)行狀態(tài)信息，

可移動支持系統(tǒng)，此可移動支持系統(tǒng)適于

在所述施工現場自動移動并定位，并且

在所述施工現場執(zhí)行控制任務以便確定目標實體的當前狀態(tài)，為此目的，所述可移動支持系統(tǒng)包括用于獲取檢測數據的傳感器機構，尤其是照相機與激光測距儀中的至少一者。

例如，竣工模型可以包括以下至少一者：目標實體的先前已執(zhí)行工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量信息(例如，用于計劃與已執(zhí)行的工作步驟的檢查表)；以及已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質信息，特別是關于超出限定閾值的指示。為此目的，可移動支持系統(tǒng)可適于提供用于以下至少一者的度量：

尤其用于包括空間點、邊緣以及拐角中至少一者的識別的自動特征識別的相機連測；

尤其基于幾何與語義分類的圖像分類算法；以及

尤其基于幾何與語義分類的點云分類算法。

就這樣的控制測量而言，公知許多不同種類的通用勘測方法與裝置，這些通用勘測方法與裝置例如用于測量空間點、邊緣、距離以及/或者獲取區(qū)域的二維或者三維點云并且適于與不同圖像處理與特征提取算法的組合一起使用。例如，ep2458328描述了用于在施工過程中測量并且標記空間點的建筑勘測裝置。ep2638358描述了用于沿任一形狀表面上的水平線測量并且標記空間點的另一施工勘測裝置。ep2541194描述了用于追蹤、測量并且標記相鄰表面的邊緣與拐角的另一結構測量單元。

根據本發(fā)明的方法的特征在于以下面的步驟：

關于目標實體的施工的一系列先前執(zhí)行的工作包儲存在施工數據庫上；

基于施工數據庫的當前狀態(tài)以及關于先前工作包的限定結果自動限定對于先前執(zhí)行的工作包中至少一者的至少一項控制任務；

所述至少一項控制任務自動分配至可移動支持系統(tǒng)；

可移動支持系統(tǒng)在施工現場自動執(zhí)行分配的控制任務以用于確定關于先前執(zhí)行的工作包的進展信息，這些進展信息包括工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量指示與已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質指示中的至少一者，特別是關于超出限定閾值的指示；

可移動支持系統(tǒng)適于自動向施工數據庫提供進展信息以用于建立更新的當前狀態(tài)的施工數據庫，尤其用于更新施工現場的竣工模型。

特別地，可移動支持系統(tǒng)可以是地面機器人或者飛行機器人(無人機)。

先前執(zhí)行的工作包系列可通過執(zhí)行實體(例如借助工人或者自動化或半自動化工具)輸入而直接提供，其中，執(zhí)行實體借助可移動客戶端用關于目標執(zhí)行的執(zhí)行工作包的信息更新施工數據庫以用于建立施工數據庫的當前狀態(tài)。執(zhí)行實體的輸入也可以包括關于工作包的期望結果的信息(例如，對于特定施工部分的限定的公差水平)以及檢測所述結果的指令，此指令分配至可移動支持系統(tǒng)。另一方面，系統(tǒng)可以例如基于竣工模型以及單一工作步驟的更新信息自動識別工作包的完成，并且關于工作包的限定結果的信息也可以例如基于具有對于不同目標實體的施工公差的施工模型儲存在施工數據庫上，其中，于是所需檢測測量被自動確定并分配至可移動支持系統(tǒng)以用于核實已經執(zhí)行的工作步驟是否滿足要求。

在具體實施方式中，用于確定關于目標實體的先前執(zhí)行的工作包的當前狀態(tài)的控制任務包括獲取檢測數據，所述檢測數據包括以下中的至少一者：

施工現場的代表目標實體的部分的限定圖像；

用于施工現場的代表目標實體的部分的立體圖像處理(尤其用于創(chuàng)建三維點云)的限定的多個圖像；

施工現場的代表目標實體的部分的用于創(chuàng)建施工現場的代表目標實體的部分的三維點云的限定范圍測量數據；

施工現場的代表目標實體的部分的用于在施工現場的代表目標實體的部分上實施自動邊緣跟蹤算法的限定范圍測量數據；

環(huán)境條件(尤其是溫度與濕度條件)的測量數據；以及

用于輔助機構(尤其是裝置與材料庫存)的尤其借助材料上的電子或者視覺標記的識別數據，

特別地，其中，使得檢測數據可供施工數據庫利用。

檢測數據可用于監(jiān)測目的(例如二維或者三維圖像用于施工現場管理者的檢察)以及/或者用于工人或自動處理與分析(例如基于幾何以及/或者語義分類模型與自動控制算法的自動特征識別以用于檢查公差水平)。在所述數據的基礎上，可以對施工現場管理者產生自動警告，例如假使當不滿足公差水平時或者當目標實體的施工與計劃表有出入時。

本發(fā)明還涉及一種在施工休息期間用于確定施工現場的當前狀態(tài)的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)，所述管理與支持系統(tǒng)具有：

計算機機構，所述計算機機構包括至少一個服務器機構，所述至少一個服務器機構儲存通用施工數據庫，所述數據庫包括：

物理施工部件的多個目標實體的結構化數據集，特別地，其中，所述數據集包括數字施工計劃信息(例如二維或者三維信息、cad信息)以及所述目標實體的屬性信息；

所述目標實體的表示由所述物理施工部件建立的期望施工結果的層級結構；以及

用于所述施工現場的竣工模型，所述竣工模型包括關于所述目標實體的執(zhí)行狀態(tài)信息，

可移動支持系統(tǒng)，所述可移動支持系統(tǒng)適于

在所述施工現場自動移動并定位，并且

在所述施工現場執(zhí)行控制任務以便確定目標實體的當前狀態(tài)，為此目的，所述可移動支持系統(tǒng)包括用于獲取檢測數據的傳感器機構，尤其是照相機與激光測距儀中的至少一者。

所述系統(tǒng)的特征在于：

關于所述目標實體的施工的一系列先前執(zhí)行的工作包儲存在所述施工數據庫上；

所述計算機機構基于所述施工數據庫的所述當前狀態(tài)以及關于所述先前工作包的限定結果自動限定對于所述先前執(zhí)行的工作包中至少一者的至少一項控制任務；

所述計算機機構將所述至少一項控制任務自動分配至所述可移動支持系統(tǒng)；

所述計算機機構使所述可移動支持系統(tǒng)在所述施工現場自動執(zhí)行所述分配的控制任務以用于確定關于所述先前執(zhí)行的工作包的進展信息，所述進展信息包括所述工作包的限定的工作步驟的所述執(zhí)行狀態(tài)方面的定量指示與已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質指示中的至少一者，特別是關于超出限定閾值的指示，以及

所述可移動支持系統(tǒng)適于自動向所述施工數據庫提供所述進展信息以用于建立所述施工數據庫的更新的當前狀態(tài)，尤其用于更新所述施工現場的所述竣工模型。

在具體實施方式中，可移動支持系統(tǒng)適于獲取檢測數據，這些檢測數據包括以下至少一者：

所述施工現場的代表所述目標實體的部分的限定圖像；

用于所述施工現場的代表所述目標實體的部分的立體圖像處理(尤其用于創(chuàng)建三維點云)的限定的多個圖像；

所述施工現場的代表所述目標實體的部分的用于創(chuàng)建所述施工現場的代表所述目標實體的部分的三維點云的限定范圍測量數據；

所述施工現場的代表所述目標實體的部分的用于在所述施工現場的代表所述目標實體的部分上實施自動邊緣跟蹤算法的限定范圍測量數據；

環(huán)境條件(尤其是溫度與濕度條件)的測量數據；以及

用于輔助機構(尤其是裝置與材料庫存)的尤其借助材料上的電子或者視覺標記的識別數據，

特別地，其中，所述可移動支持系統(tǒng)適于使得所述檢測數據可供所述施工數據庫利用。

本發(fā)明還涉及一種根據本發(fā)明的方法中使用的用于在施工休息期間確定施工現場的當前狀態(tài)的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)用的計算機程序產品，其中，所述計算機程序產品儲存在所述服務器機構或者所述客戶端裝置上，尤其是作為根據本發(fā)明所述的自動化施工現場管理與支持系統(tǒng)的一部分。所述計算機程序產品包括程序代碼，所述程序代碼構造成用于自動與所述施工數據庫通信以便于重獲所述施工數據庫的所述當前狀態(tài)，所述計算機程序產品用于執(zhí)行限定的算法以便確定為了期望的施工結果建立的用于先前執(zhí)行的工作包的控制任務，并且所述計算機程序產品用于提供相應的施工以及/或者支持信息，其中，所述信息分配至所述可移動支持系統(tǒng)。

附圖說明

以下參照附圖中示意性示出的可行的實施例僅僅通過實施例更詳細地描述或者闡明根據本發(fā)明的裝置、方法、設置以及計算機程序。具體地說，

圖1a和圖1b：關于發(fā)明方法與發(fā)明系統(tǒng)的示例性應用；

圖2：由根據本發(fā)明的可移動支持系統(tǒng)提供的示例性標記與信息；

圖3：可移動支持系統(tǒng)被構建成無人機并且適于測量環(huán)境條件的另一實施方式；

圖4：可移動支持系統(tǒng)適于確定施工現場上的目標實體的當前狀態(tài)的另一實施方式。

附圖的幾何圖形不應看成是按比例繪制的。在適當的情況下，相同附圖標記用于相同特征或者具有相似功能的特征。

具體實施方式

圖1a和圖1b示出了根據本發(fā)明的管理與支持系統(tǒng)以及本發(fā)明方法在本文中的建筑施工領域中的示例性應用。系統(tǒng)包括服務器機構1，此服務器機構1儲存通用施工數據庫2，此數據庫包括：物理施工部件的多個目標實體的結構化數據集，特別地，其中，數據集包括數字施工計劃信息(例如，2d信息或者3d信息，或者cad信息)以及目標實體的屬性信息；目標實體的表示由物理施工部件建立的期望施工結果的層級結構；以及資源實體的結構化數據集，特別地，其中，該數據集包括關于人力儲備與材料儲備的信息。數據庫還可以包括竣工模型，此竣工模型具有：目標實體的先前已執(zhí)行工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量信息(例如，用于計劃與已執(zhí)行的工作步驟的檢查表)；以及已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質信息，特別是關于超出限定閾值的指示。本文中，系統(tǒng)還包括用于動作位置可變的執(zhí)行實體4(尤其用于工人或者自動化或半自動化工具)的可移動客戶端裝置3，此可移動客戶端裝置適于與服務器機構1建立通信鏈接。

如圖1a中標示的，在完成工作包之后以及/或者在工作期間結束時，執(zhí)行實體4借助可移動客戶端裝置3利用關于目標實體的狀態(tài)的當前信息更新施工數據庫2。基于施工數據庫2的當前狀態(tài)，例如通過儲存在服務器機構1上的軟件實施算法(尤其通過優(yōu)化可利用的人力與材料儲備的支配)自動限定用于目標實體的施工的接下來的一系列工作包。

在停工期間(如圖1b中標示的，本文中在晚間)，基于新系列的工作包，一系列輔助準備任務分配至適于自動移動并且位于施工現場的可移動支持系統(tǒng)5，此可移動支持系統(tǒng)用于根據分配的一系列輔助準備任務給施工現場添加施工標記與信息6、6’以用于支持目標實體的施工。可移動支持系統(tǒng)可以是地面機器人或者飛行機器人(無人機)，并且標記可以基于以下的至少一者：二維標記，例如涂漆標記、激光燒灼標記或者書面信息；三維結構，例如借助表面濺射裝置或者通過附加用于工具的框架限定器或者物理止動器、例如借助多功能鉸接臂；電子可讀標簽，例如包含用于工人或者自動化或半自動化工具的另外的施工信息的無線射頻識別標簽；以及光學標記，例如借助激光范圍測量用于工作包的反射器。

可移動支持系統(tǒng)還可以用于自動執(zhí)行控制任務以用于確定并核實先前工作包的進展或者狀態(tài)。例如，可以單獨部署特定的可移動支持系統(tǒng)7進行控制度量以核實先前工作包的進展，其中，可移動支持系統(tǒng)與服務器機構1建立通信鏈接并且用當前進展信息更新施工數據庫2。進展信息可以包括工作包的限定的工作步驟的執(zhí)行狀態(tài)方面的定量指示(例如，工作步驟的檢查表)以及/或者已經執(zhí)行的工作步驟方面的定質指示，特別是關于超出限定閾值的指示。

因此，在很大程度上減小了工人更新數據庫2的工作量。而且，控制任務也可以包括質量控制措施(例如采取核實公差的控制措施)，并因此提供用于施工現場的質量控制管理的有價值的工具。當然，以實施例的方式，可移動支持系統(tǒng)也可以適于同時(即，一下子)既采取控制措施又添加標記。

就在施工現場上的自動移動與取向而言，可移動支持系統(tǒng)5、5’、7具備儲存在施工數據庫上的具體位置與取向信息。例如，具體位置與取向信息可以包括gps坐標、內部施工現場坐標系統(tǒng)的三維坐標、包括障礙物、樓梯等的三維建筑信息或者用于例如借助激光引導系統(tǒng)的引導移動的信息。此外，可移動支持系統(tǒng)5、5’、7可以配備有其自身的取向與引導系統(tǒng)，例如包括尤其用于避開在通向添加標簽與測量的位置的道路上的障礙物并且用于執(zhí)行準備與控制任務的局部取向的攝像機定位系統(tǒng)。

因此，借助根據本發(fā)明的系統(tǒng)，通過使執(zhí)行實體4的許多準備與控制工作(例如，計劃接下來的工作步驟、添加對應的施工標記6、6’以及跟蹤施工現場的當前狀態(tài))自動操作而以最有效的方式利用執(zhí)行實體4(尤其是工人)的工作時間。特別地，因為計劃、添加標記以及控制能在執(zhí)行實體4的休息時間(例如晚間)自動執(zhí)行，所以能在不增加人力資源的情況下日以繼夜地操作施工工程。而且，計劃施工步驟的順序與添加施工標記6、6’以及質量控制常常需要熟練員工，并因此常代表一系列工作包中的瓶頸。根據本發(fā)明的方法減輕了熟練人員的負擔并因此避免出現由太多這樣的瓶頸導致的延誤。

圖2示出了由根據本發(fā)明的可移動支持系統(tǒng)5提供的示例性標記與信息6的若干實施例。這里，給出了用于兩個窗戶9、9’、若干鉆孔15的施工以及用于涂飾地板的施工標記。而且，安置用于工具16的物理止動器以用于支持工具定位(例如用于穩(wěn)定切割窗框用的圓鋸)。關于施工與工作包的其他信息尤其借助象形圖11(例如表示利用對應顏色涂飾地板)或者借助機器可讀代碼12(例如代表用于自動化或者半自動化執(zhí)行裝置的指南或者具體設置)以人類可讀指令10或者代碼指令給出。

特別地，提供的信息還包括針對執(zhí)行實體4(尤其是工人或者自動化或半自動化工具)的工作包的指定。因此，當到達施工現場時，執(zhí)行實體4(這里具體是工人)能例如在無需首先與上級進行指導性談話的情況下立即確定他的責任以及他的工作包。

由可移動支持系統(tǒng)的標簽10、11、12、13、14提供的信息還可以包括關于諸如由執(zhí)行實體4用于工作包的施工任務的特定裝置8以及/或者材料8’之類的輔助機構的信息或者指令，尤其是關于裝置8以及/或者材料8’的位置信息以及裝置8以及/或者材料8’的類型或者標識符。尤其在大的施工現場，這確保以最有效的方式利用工具與裝置以及材料。尤其在人力資源不斷變化的情況下，更換的工人亦能立即明白在哪找到所需的工具與材料以履行他的任務。對于維護費用高的裝置而言，還確保設備使用以及/或者優(yōu)化的維護安排的良好分配度。

標簽還可以包括對于執(zhí)行實體4的施工指令，尤其是工作包的施工步驟的相繼次序或者年月日次序13。這再次地例如在人力資源不斷變化的情況下有益，并且提供這樣的可能性：不太熟練的人員亦能執(zhí)行通常需要專家的工作包。

鑒于對工人有潛在危險的工作包或者易受影響的施工步驟(例如關于對精度與小的公差水平的特殊要求)，標簽可以包括關于工作包的警戒提示14，尤其是對執(zhí)行實體4(特別是工人)的關于工作包的具體步驟的安全警告以及/或者安全預警。例如，附圖中的一個鉆孔15可能靠近高壓電線，這由警戒提示14指出。

標簽可以包括以下中的至少一者：二維標記，例如涂漆標記、激光燒灼標記或者書面信息；三維結構，例如借助三維結構的逐層應用(三維打印)、例如借助表面濺射裝置或者通過附加用于工具的框架限定器或者物理止動器；電子可讀標簽，尤其通過附加無線射頻識別標簽；以及光學標簽，例如用于測量工作包的反射器。

圖3示出了一個實施方式，其中，可移動支持系統(tǒng)5”具體化成無人機，此無人機還用于監(jiān)測(這里借助溫度與濕度檢測器19)環(huán)境條件。例如，在一些情況下，特定的施工步驟可能取決于諸如某溫度水平或者濕度水平之類的環(huán)境條件，或者計劃隨后的工作包可能需要一些干燥時間，例如涂飾第二層油漆之前新漆的墻17。監(jiān)測裝置可以是靜止的，并且/或者這些監(jiān)測裝置根據實際需要在施工現場動態(tài)移動。因此，一種可能是還利用自動化可移動支持系統(tǒng)5”動態(tài)監(jiān)測施工現場上的不同位置上的狀況以例如用于自動向施工數據庫2提供環(huán)境信息，尤其是其中信息用于更新所述系列的工作包(尤其用于在施工步驟取決于環(huán)境條件的情況下核實或者取消工作包)。

例如，系統(tǒng)借助可移動支持系統(tǒng)5”與服務器機構1的通信界面18建立聯機的(尤其是實時)雙向通信鏈接。其中建立可移動支持系統(tǒng)5”以提供具體的現場準備任務信息并且建立動態(tài)的且實時更新的施工數據庫2以及具體的現場任務。

圖4示出了一種實施方式，其中，可移動支持系統(tǒng)7’特別適于僅執(zhí)行控制任務以確定關于施工現場上的目標實體的先前執(zhí)行的工作包的進展以及/或者狀態(tài)。這里，可移動支持系統(tǒng)7’包括溫度與濕度檢測器19’以及通用激光勘測裝置20，此激光勘測裝置用以測量任意形狀表面上的空間點并且用于測量相鄰表面的邊緣與拐角。因此，借助可移動支持系統(tǒng)7’與服務器機構之間的雙向通信鏈接，可移動支持系統(tǒng)7’利用進展及控制信息動態(tài)地更新施工數據庫，特別地其中，信息用于更新所述系列的工作包。

在給出的實施例中，可移動支持系統(tǒng)7’借助通用激光勘測裝置20檢查新近建造的窗框21、21’的狀態(tài)與質量，并且進一步識別出一些計劃的鉆孔15’仍缺失。而且，可以在施工現場安置機器可讀標簽22(例如，支持可移動支持系統(tǒng)的局部取向以及定向以及/或者包括關于可移動支持系統(tǒng)的用于執(zhí)行特定任務的其他信息的諸如無線射頻識別標簽之類的電子標簽、條形碼標記或者光學標識符標簽)。

系統(tǒng)還(特別是借助附接至輔助機構8、8’的電子或者視覺識別符(即機械可讀識別符)23)收集關于可利用的輔助機構(例如特定裝置8以及/或者材料8’)的當前信息。