CN107657268A - 智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法，所述智慧工地管控平台的材料自动计数系统包括：数据输入单元、图像采集单元、选区单元、处理单元和数据库。其中，数据输入单元用于将进货单输入系统，以形成对比标准；图像采集单元用于采集被计数材料的图片，所述被计数材料的图片上能够显示每根被计数材料的截面图；选区单元用于选取所述被计数材料的图片上的有效区域；处理单元用于识别所述有效区域内的被计数材料，并计数；数据库用于存储所述处理单元自动统计的数据、进货单和所述被计数材料的图片。本发明能够简单、方便地对进入工地的材料自动计数，并且准确率高。

Description

智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法

技术领域

本发明涉及材料自动计数系统和方法。

背景技术

随着城市的建设，建筑工地的规模和数量在不断地增大，其使用的材料数目也在不断的增多。现有技术中，通常采用人工清点的方法，即，需要人工对进入工地的材料不同颜色的粉笔进行标记，清点三次取平均值。然而这样的清点方式经常导致数目误报，并且材料清点手段落后。此外，为获取非法利益，还存在虚报材料数量等现象，导致材料成本上升，管理层缺乏有效的监控手段。

因此，有必要提供一种材料自动计数系统和方法，从而有效的监控材料。

发明内容

本发明之目的是提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其能够方便、快捷、准确地对工地上的材料进行计数。

本发明之另一目的是提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其能够方便、快捷、准确地对工地上的材料进行计数。

由此，作为本发明的一方面，本发明提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统，包括数据输入单元、图像采集单元、选区单元、处理单元和数据库。其中，数据输入单元用于将进货单输入系统，以形成对比标准；图像采集单元用于采集被计数材料的图片，所述被计数材料的图片上能够显示每根被计数材料的截面图；选区单元用于选取所述被计数材料的图片上的有效区域；处理单元用于识别所述有效区域内的被计数材料，并计数；数据库用于存储所述处理单元自动统计的数据、进货单和所述被计数材料的图片。

作为优选方式，所述图像采集单元包括图像采集模块和校对模块；

所述图像采集模块带有摄像头和触摸显示屏，用于采集被计数材料的图片，以及供手动选区；

所述校对模块用于根据曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中，

所述图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据所述图片满意度调整角度，以增加识别率。

作为优选方式，所述处理单元包括图形识别模块、图形匹配模块和计算模块。

作为优选方式，所述图形识别模块能够识别圆形和椭圆形，用于识别被计数材料的横截面轮廓；

所述图形匹配模块用于根据所述被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形；

所述计算模块用于计算所述被计数材料的横截面轮廓和所述样本规则圆形的重叠面积，所述重叠面积大于90％则计数。

作为优选方式，所述图片满意度大于95％，则显示绿框；

所述图片满意度在80％～95％之间，则显示黄框；

所述图片满意度在50％～80％之间，则显示红框。

作为优选方式，所述材料自动计数系统还包括智慧工地管控平台，并且

所述智慧工地管控平台与所述数据库无线连接，用于接收并存储所述数据库中的数据信息，以及根据日期生成对应的表格单元。

作为优选方式，所述材料计数系统包括支架，所述支架包括支撑脚和固定装置，

所述固定装置用于固定所述图像采集单元；

所述支撑脚用于支撑所述固定装置以及固定在其上面的所述图像采集单元。

作为优选方式，所述支撑脚与所述固定装置之间可旋转连接，从而使所述图像采集单元水平回转。

作为优选方式，所述固定装置包括转向环，可相对于所述支撑脚垂直回转。

作为优选方式，所述处理单元包括：固定装置控制模块，与所述固定装置和所述转向环信号连接，用于控制所述固定装置水平和垂直回转。

本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数系统能够自动完成对工地材料的识别并计数，不仅大大节约了劳动力，而且操作简单、准确率高。

此外，工作人员可以根据识别状况，手动增加和去除识别点，从而使准确率更高。

作为本发明的另一方面，本发明还提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，该方法包括以下步骤：

101、将记录有进入工地材料的确切数据的进货单导入系统；

102、对进入工地的材料进行图片采集，采集图片时对准被计数材料的横截面，以使在该图片上能够清楚地看到每根材料的截面；

103、在采集的图片上手动选取所述被计数材料的有效区域；

104、系统自动识别所述有效区域内的每根所述被计数材料的截面，并对所述有效区域内的材料自动计数；

105、工作人员验收计数结果是否与进货单匹配；

106、将匹配合格的数据存入数据库；

在步骤105中，当工作人员验收的计数结果与进货单的数据误差大于5％时，则手动返回步骤103，手动增加或删减识别计数点，以减小误差。

作为优选方式，所述步骤104中系统利用图形识别模块、图形匹配模块和计算模块完成自动计数。

作为优选方式，所述材料自动计数方法还包括：

所述图形识别模块识别所述被计数材料的横截面轮廓，其中所述图形识别模块能够识别圆形和椭圆形；

所述图形匹配模块根据所述被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形，其中所述样本规则圆形的直径为所述被测材料截面的最大直径；

所述计算模块计算所述被计数材料的横截面轮廓和所述样本规则圆形的重叠面积，所述重叠面积大于90％则计数。

作为优选方式，所述材料自动计数方法还包括：采集图片时，系统根据图片的曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据所述图片满意度调整图像采集装置的角度，以增加识别率。

作为优选方式，所述材料自动计数方法还包括：系统通过显示不同颜色的框来反应所述图片满意度，

所述图片满意度大于95％，则显示绿框；

所述图片满意度在80％～95％之间，则显示黄框；

所述图片满意度在50％～80％之间，则显示红框。

本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数方法能够自动完成对工地材料的识别并计数，不仅大大节约了劳动力，而且操作简单、准确率高。

此外，工作人员可以根据识别状况，手动增加和去除识别点，从而使准确率更高。

附图说明

下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。

图1是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的处理单元的结构示意图。

图3是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数方法的工作流程图。

图4是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的工作示意图。

图5是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的支架的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部分的结构，各附图之间不一定按照相同的比例绘制。相同或相似的参考标记用于表示相同或相似的部分。

下面将具体说明本发明的实施方式。

图1为本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的结构示意图。本发明还提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统，包括数据输入单元1、图像采集单元2、选区单元3、处理单元4和数据库5。其中，数据输入单元1用于将进货单输入系统，以形成对比标准；图像采集单元2 用于采集被计数材料的图片，被计数材料的图片上能够清楚显示每根被计数材料的截面图；选区单元3用于选取被计数材料的图片上的有效区域；处理单元4用于识别有效区域内的被计数材料，并计数；数据库5用于存储处理单元4自动统计的数据、进货单和被计数材料的图片。

优选地，数据输入单元1用于输入进货单，该进货单上记录有进入工地的材料的种类以及数量，应当说明的是，该进货单可以为Excel表格、Word 文档、图片等格式，只要能够清楚的看清其种类及数量即可。

在本发明的进一步实施例中，图像采集单元2包括图像采集模块21和校对模块22。其中，图像采集模块21带有摄像头和触摸显示屏，用于采集被计数材料的图片，以及供手动选区；校对模块22用于根据曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中，图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据图片满意度调整角度，以增加识别率。在本实施例中采用pad作为图像采集单元2，一方面，pad方便携带，容易调整角度；另一方面，可以方便手动选区。需要说明的是，本发明的材料自动计数系统的图像采集单元2不一定采用pad，还可以是其它的能安装校对模块22的摄像装置，只要能够拍摄图片，并能够手动选区即可。

进一步地，本发明的材料自动计数系统还包括选区单元3，在本实施例中由于pad具有触摸显示屏，因此，在本实施例中选区单元3即为上述图像采集模块21的触摸显示屏。应当说明的是，所述选区单元3不仅限于上述的触摸显示屏，还可以为鼠标或键盘等输入工具。

进一步地，图像拍摄的角度以及亮度个曝光度会影响图片的质量，从而会影响系统对材料的识别率。本发明中的校对模块22根据曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度。具体地，图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，图片满意度越高，图片中材料的识别率越高。并且本发明的材料自动计数系统通过在屏幕上显示不同颜色的框，以提示工作人员图片的满意度。在本实施例中，校对模块22对图片中材料的识别率大于95％，则在显示屏上显示绿框；校对模块22对图片中材料的识别率在80％～95％之间，则显示黄框；校对模块22对图片中材料的识别率在50％～80％之间，则显示红框。工作人员根据图片满意度任意调整pad的角度，并根据显示屏上的框的颜色转变角度，从而找到最佳角度，以增加识别率。

图2为本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的处理单元4的结构示意图。所述处理单元4包括图形识别模块41、图形匹配模块 42和计算模块43。图形识别模块41能够识别圆形和椭圆形，用于识别被计数材料的横截面轮廓；图形匹配模块42用于根据被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形；计算模块43用于计算被计数材料的横截面轮廓和样本规则圆形的重叠面积，重叠面积大于90％则计数。

图3为本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数方法的工作流程图，包括如下步骤：

101、将记录有进入工地材料的确切数据的进货单导入系统；

102、对进入工地的材料进行图片采集，采集图片时对准被计数材料的横截面，以使在该图片上能够清楚地看到每根材料的截面；

103、在采集的图片上手动选取所述被计数材料的有效区域；

104、系统自动识别所述有效区域内的每根所述被计数材料的截面，并对所述有效区域内的材料自动计数；

105、工作人员验收计数结果是否与进货单匹配；以及

106、将匹配合格的数据存入数据库5。

在步骤105中若工作人员验收的计数结果与进货单的数据误差大于5％则可以手动返回步骤103，手动增加或删减识别计数点，以减小误差。

优选地，所述步骤104中系统利用图形识别模块、图形匹配模块和计算模块完成自动计数。具体地，系统利用开元算法完成图被计数材料的识别，因为材料在运输过程中由于挤压等原因，截面可能会发生变化。因此，利用开元算法识别截面时不仅仅识别规则的圆形，还能够对不规则的圆形进行识别，并且，通过算法设置匹配与截面直径相似的规则圆形，并计算截面轮廓与该规则圆形的重叠面积，并且重叠面积大于90％时，则计数。计数结果与进货单的数据误差不超5％则存入数据库，超过5％则可手动返回步骤103，手动选取未识别的计数点，进行再次识别计数。

优选地，所述材料自动计数方法还包括：所述图形识别模块识别所述被计数材料的横截面轮廓，其中所述图形识别模块能够识别圆形和椭圆形；所述图形匹配模块根据所述被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形，其中所述样本规则圆形的直径为所述被测材料截面的最大直径；所述计算模块计算所述被计数材料的横截面轮廓和所述样本规则圆形的重叠面积，所述重叠面积大于90％则计数。

优选地，所述材料自动计数方法还包括：采集图片时，系统根据图片的曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据所述图片满意度调整图像采集装置的角度，以增加识别率。

优选地，所述材料自动计数方法还包括：系统通过设置显示不同颜色的框来反应所述图片满意度，所述图片满意度大于95％，则显示绿框；所述图片满意度在80％～95％之间，则显示黄框；所述图片满意度在50％～80％之间，则显示红框。

在实际建设中，因为圆形截面的材料受力性能最好，所以在建筑工地上大部分材料为圆形截面。因此，本发明的自动计数方法主要适用于进入工地的棒材以及管材。由于进入工地材料的截面不一定都是规则的圆形，因此，本发明的材料自动计数系统的处理系统内设置有图形识别模块41和图形匹配模块42，所述图形匹配模块42根据图形识别模块41识别的材料的轮廓图匹配出规则的圆形，例如，识别的材料的截面的最大直径为5cm，则匹配出直径为5cm的规则圆形。

如图4所示，系统工作时，对于图片中因挤压或加工问题截面不是规则圆形的棒材或管材，通过计算其与匹配的规则圆形的重叠面积对其计数，即，通过增加容错率增加了计数的准确率。在本实施例中，被计数材料的横截面轮廓和样本规则圆形的重叠面积大于90％则计数。应当说明的是，本发明的材料自动计数系统的重叠面积比例可以调整，不一定大于90％则计数，也可以设置为95％、85％、97％等，按照客户需要设置。

本发明通过人工操作和智能设备的配合使用，大大节省了劳动力，方便、快捷、成本低。另外，在建筑工地上大部分材料均为圆形截面，因此，本发明的材料自动计数方法主要适用于进入工地的棒材以及管材。本发明利用开源数据库中的程序和算法对图片中的圆形截面进行识别，并且，利用增大容错率来提高计数系统的准确率。

在本发明的进一步实施例中，本发明的材料自动计数系统还包括智慧工地管控平台，并且，智慧工地管控平台与数据库5无线连接，用于接收并存储数据库5中的数据信息，以及根据日期生成对应的表格单元。工地的管理人员能够通过智慧工地管控平台随时调取数据，监督工地材料的进出，以及材料的用度情况，从而有效防止工地上的工作人员为了获取非法利益，而虚报材料的数量等现象。

在本发明的进一步实施例中，本发明的材料计数系统还包括支架6，如图5所示，图5是本发明实施例的智慧工地管控平台的材料自动计数系统的支架6的结构示意图。所述支架6包括支撑脚61和固定装置62，其中，固定装置62包括固定座622和转向环621，固定座622用于固定图像采集单元 2，固定装置62与支撑脚61之间通过转轴连接，从而使图像采集单元2能够相对于支撑脚61水平回转。另外，固定装置62还包括转向环621，该转向环能够相对于支撑脚61垂直回转。

在本发明的进一步实施例中，所述处理单元4还包括固定装置控制模块，该固定装置控制模块与固定装置62和转向环621信号连接，用于控制固定装置62水平和垂直回转。工作时，当图像采集单元2采集的图片满意度较低时，处理单元4则根据图片满意度上、下、左、右试旋转，当调整到最佳角度时则拍照。然后进入到处理单元4进行计数。在实际应用中，通过支架 6固定图像采集单元2的方式，不但可以减少人工的消耗，并且能够提高图片的拍摄质量，从而提高识别率。

另外，在本发明的进一步实施例中，可以在支架6的支撑脚61下安装滚轮，以便后续的移动和自动行走。

需要说明的是，本发明的材料自动计数系统，通过支架6可以手动调整图像采集单元2的角度，也可以通过处理单元4智能控制图像采集单元2的角度，以便采集到最佳的图片，以保证材料的计数准确率。

图5所示的支架6仅是一个结构示意图，不代表支架6的具体结构。并且本领域技术人员可以理解，在设计该支架6时可以根据不同工地的需要设计成不同的结构，只要其可以满足水平回转和垂直回转即可。并且固定装置 62与支撑脚61的连接方式不限于上述的转轴连接，也可以为其它方式的连接，只要可以水平回转即可，另外，固定装置62可以通过自身的回转环实现垂直回转，也可以通其它结构实现垂直回转。该支架6可以设计成与处理单元4智能连接，也可以设计成手动控制的结构，或者不设置支架6，直接通过人工控制该材料自动计数系统。

本发明提供一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法，其能够对进入工地的材料进行快速、准确的计数，不仅大大节约了劳动力，而且操作简单、准确率高，另外还可以有效杜绝为获取非法利益，虚报材料数量的现象。

以上对本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法的实施方式进行了说明。对于本发明的智慧工地管控平台的材料自动计数系统和方法的具体特征如形状、尺寸和位置可以根据上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据本发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.一种智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其中，所述材料自动计数系统包括：

数据输入单元，用于将进货单输入系统，以形成对比标准；

图像采集单元，用于采集被计数材料的图片，所述被计数材料的图片上能够显示每根被计数材料的截面图；

选区单元，用于选取所述被计数材料的图片上的有效区域；

处理单元，用于识别所述有效区域内的被计数材料，并计数；

数据库，用于存储所述处理单元自动统计的数据、进货单和所述被计数材料的图片。

2.如权利要求1所述的智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其中，所述图像采集单元包括图像采集模块和校对模块；

所述图像采集模块带有摄像头和触摸显示屏，用于采集被计数材料的图片，以及供手动选区；

所述校对模块用于根据曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中，

所述图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据所述图片满意度调整角度，以增加识别率。

3.如权利要求1所述的智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其中，所述处理单元包括图形识别模块、图形匹配模块和计算模块。

4.如权利要求3所述的智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其中，

所述图形识别模块能够识别圆形和椭圆形，用于识别被计数材料的横截面轮廓；

所述图形匹配模块用于根据所述被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形；

所述计算模块用于计算所述被计数材料的横截面轮廓和所述样本规则圆形的重叠面积，所述重叠面积大于90％则计数。

5.如权利要求2所述的智慧工地管控平台的材料自动计数系统，其中，所述图片满意度大于95％，所述触摸显示屏上显示绿框；

所述图片满意度在80％～95％之间，所述触摸显示屏上显示黄框；

所述图片满意度在50％～80％之间，所述触摸显示屏上显示红框。

6.一种智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，该方法包括以下步骤：

101、将记录有进入工地材料的确切数据的进货单导入系统；

102、对进入工地的材料进行图片采集，采集图片时对准被计数材料的横截面，以使在该图片上能够清楚地看到每根材料的截面；

103、在采集的图片上手动选取所述被计数材料的有效区域；

104、系统自动识别所述有效区域内的每根所述被计数材料的截面，并对所述有效区域内的材料自动计数；

105、工作人员验收计数结果是否与进货单匹配；

106、将匹配合格的数据存入数据库；

在步骤105中，当工作人员验收的计数结果与进货单的数据误差大于5％时，则手动返回步骤103，手动增加或删减识别计数点，以减小误差。

7.如权利要求6所述的智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，所述步骤104中系统利用图形识别模块、图形匹配模块和计算模块完成自动计数。

8.如权利要求7所述的智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，所述材料自动计数方法还包括：

所述图形识别模块识别所述被计数材料的横截面轮廓，其中所述图形识别模块能够识别圆形和椭圆形；

所述图形匹配模块根据所述被计数材料的横截面轮廓匹配出相应的样本规则圆形，其中所述样本规则圆形的直径为所述被测材料截面的最大直径；

所述计算模块计算所述被计数材料的横截面轮廓和所述样本规则圆形的重叠面积，所述重叠面积大于90％则计数。

9.如权利要求6所述的智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，所述材料自动计数方法还包括：采集图片时，系统根据图片的曝光度、亮度、饱和度确定图片满意度，其中图片满意度为系统对图片中被计数材料的识别率，工作人员根据所述图片满意度调整图像采集装置的角度，以增加识别率。

10.如权利要求9所述的智慧工地管控平台的材料自动计数方法，其中，所述材料自动计数方法还包括：系统通过显示不同颜色的框来反应所述图片满意度，

所述图片满意度大于95％，则显示绿框；

所述图片满意度在80％～95％之间，则显示黄框；

所述图片满意度在50％～80％之间，则显示红框。