CN111582188A - 一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法 - Google Patents

一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,该方法包括:对采集的视频流进行简单抽帧采样,通过深度学习分类算法对采样图像进行施工环境安全分析和对实时上传的视频流进行场景事件分割判断,对采集的视频流进行场景解析判定;对采集的混凝土自拌场景视频数据、混凝土预拌场景视频数据、混凝土浇筑场景视频数进行核心事件分析,利用相关结果信息,与工程质量要求相关参数比对分析,对风险事件进行预警,对视频流基于输出信息,进行结构化存储,本发明采用全流程的智能化旁站监理,避免监理员人为因素导致的潜在风险,在线实时风险预警,只需少量监理专家,远程分析系统预警的风险并判定,使旁站监督管理的人效得到提高。

Description

一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体来说,涉及一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法。
背景技术
在建筑作业中,混凝土的生产质量、混凝土的浇筑质量,对整个工程的工程质量有着决定性的影响,因而国家层面对混凝土浇筑施工过程,有着明确的规范和强监管,通常情况下,对混凝土浇筑施工的质量安全监管,往往通过具有相关监理资格的监理人员,进行现场人工监督记录的方式,来达到严格监管的目的,该过程专业术语为“旁站监理”。其主要缺点有以下几点:旁站监理过程中,由于缺少影像等有效监督手段,因而,或由于监理人员专业素质差,或由于利益交换等原因,容易导致的不能有效作为、少作为、恶意不作为等情况出现;旁站监理对相关指标记录不认真或者不规范,导致对监理过程无有效可追溯性。
现有人工现场“旁站监理”的模式下,其缺点较为明显,具体展开有以下几点:旁站监理人员素质参差不齐,不能全面掌握旁站监理的关键要点,易导致旁站过程失控;监理人员自由裁量权大,旁站过程及旁站管理结果缺少影像资料支撑,容易导致监理收受利益而放松管理;旁站监理过程中,由于对旁站监理人员缺少约束,常发生只旁站不作为,或少作为的情况;旁站监理记录不认真,无可追溯性;旁站过程中对发现有安全、质量隐患或违反工程建设强制性标准要求的行为,停留在整改建议或口头通知,对整改情况不跟踪封闭。
基于上述缺点,急需一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,该方法包括:
a1.对采集的视频流进行简单抽帧采样,通过深度学习分类算法对采样图像进行施工环境安全分析,对当前天气情况和邻电情况做出判断;
a2.通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行场景事件分割判断,对采集的视频流进行场景解析判定,分为混凝土自拌场景、混凝土预拌场景、混凝土浇筑场景;
a3.对采集的混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析;
a4.对采集的混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析;
a5.对采集的混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析;
a6.利用分析的相关结果信息,与工程质量要求相关参数进行比对分析,对风险事件进行预警,预警的方式包括语音预警、灯光信号预警、预设的手机短信预警;
a7:对视频流基于输出信息,进行结构化存储。
进一步地,所述步骤a3中混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
b1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:单位盛具称重环节、单位车称重环节、入料口入料环节、搅拌环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
b2:针对单位盛具称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位盛具中的重量分析:通过SSD算法检测定位出处于称上的盛具以及其中的材料类型,同时检测定位称的显示盘上的文字区域、基于OCR算法识别称的显示盘上的文字区域的数值,输出结果为:材料类型、单位盛具的重量;
b3:针对单位车称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位车中的重量分析:CoViAR-resnet检测分析盛满一车的全过程中的每一个单次盛装行为、通过SSD算法检测盛具中材料类型,输出结果为:材料类型、盛装次数;
b4:针对入料口入料环节的视频段,用相关算法完成入料口入料环节下加入到搅拌机中各材料的重量分析:通过CoViAR-resnet算法对工人入料行为进行分析,得到各材料加入到搅拌机内的次数、SSD算法检测加入的材料类型,输出结果为:材料类型、加入次数;
b5:针对搅拌环节的视频段,用相关算法完成搅拌机工作的相关状态分析:入料、搅拌、出料、停止,输出结果为:状态、起止时刻;
b6:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
b7:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点,混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
进一步地,所述步骤a4中混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
c1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:混凝土货运清单表视频拍摄环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
c2:针对混凝土货运清单表视频拍摄环节,利用SSD算法对视频帧中的清单表进行检测定位,矫正后利用SSD算法进行文本检测提取,利用OCR文本识别算法进行文本识别,利用文本位置关系结构化提取:混凝土配合比、当前车装载方量、搅拌时长信息;
c3:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
c4:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点、混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
进一步地,所述步骤a5中混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
d1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:导管安装环节、浇筑环节、导管拆卸环节;
d2:针对导管安装环节,基于CoViAR-resnet算法,分析识别安装一根导管的行为过程,从而通过安装单根导管行为的次数,统计安装全部导管的数量,在导管安装总长约等于孔径深度的事实下,结合已知的孔深参数,估算单根导管的长度;
d3:针对浇筑环节,利用SSD算法,进行待浇筑区域进行检测定位,确定其边界,在终孔浇筑环节下,带浇筑区域指的是终孔口相关区域,针对该区域的图像流信息:利用SSD算法,检测识别对待浇筑区域中的浇筑导管终端位置定位,并识别浇筑材料,对待浇筑区域,进行疑似异常物体检测,输出子区域的位置区域,针对该子区域的相关上下文视频流,利用行为分析算法CoViAR对该区域的子视频流进行行为识别,如果存在浇筑或物体抛入行为,则无论其物体类型是否混凝土均判定为非法行为;
d4:针对导管拆卸环节,基于CoViAR-resnet算法,分析单次拆管的行为过程,并利用SSD算法,检测分析单次拔管行为中,拆卸的导管的节数,结合步骤d2中估计的单管长度,估计单次拔出的导管长度;针对每次拔管事件时刻,利用估算的浇筑方量,结合已知的孔径参数信息,计算当前时刻下终孔中混凝土的深度。
进一步地,所述混凝土预拌的浇筑场景下针对浇筑环节相关信息分析:利用SSD算法、OCR文本内容识别算法,持续检测识别车牌号码,从而通过车牌的信息,记录完成浇筑的车数,记录单车车牌号的持续时长,利用SSD算法,同时持续检测,浇筑导管末端,浇筑的状态,去掉非浇筑时长,得到浇筑完一车的有效时长,结合上述各车方量信息,动态估算出当前工地环境下,罐装车的单位时间的浇筑量平均值。
进一步地,所述浇筑方量的估算方法:
针对混凝土自拌场景:利用单桶的重量信息,及配合度,估算单桶方量信息、搅拌的次数、利用各次单桶方量累积得到估计当前浇筑量;
针对混凝土预拌场景:利用上述信息得到大致的浇筑量,单位时间浇筑量及当前车的车牌持续出现时长,以及浇筑状态判定,推断当前车的有效浇筑时长,进一步修正当前浇筑量估计值。
进一步地,所述混凝土中导管剩余长度计算方式是:
混凝土中的导管剩余长度=终孔中混凝土深度-拔出的导管长度
进一步地,所述视频行为分析算法CoViAR步骤:
f1:CoViAR的输入是“压缩视频流”;
f2:对压缩视频流的P序列帧中的M信号即MotionVector运动信号、R值即ResidualP帧+M信号后相对于视频中的原始图像I帧的残值信号,进行累积解耦变换得到“解耦后的累积M信号”、“解耦后的累积R信号”,形成“解耦压缩视频流”;
f3:构建3个子模型:对原始信息“I帧”构建一个resnet152大分类器、对“解耦后的累积M信号”构建小分类器resnet18-0、对“解耦后的累积R信号”构建小分类器resnet18-1;
f4:基于融合3个子模型对视频进行动作行为分类。
进一步地,所述SSD的算法是通过在不同层级的CNN特征层上,选用不同尺寸、不同比例的侯选框,找到与目标匹配最好的候选框来对目标的位置进行预测,使不同层级的目标达到较高的检测速度和精度。
进一步地,所述OCR文本内容识别算法是结合CNN与RNN,由CNN提取图像特征,进而对特征图进行列切片,采用RNN结构进行推理文本,最后采用CTC损失函数计算预测字符串与标注的差距,完成端到端的训练,预测阶段无需计算CTC,直接对每个cell进行文字预测,并最终合并出文本串。
本发明工作原理:本发明基于深度学习人工智能的视频分析技术,对混凝土浇筑建设工程实施过程中的,各个环节进行持续的有效的视频采集,并在后端进行存储,同时对视频数据,进行实时的智能分析,对存在质量风险的工程建设过程,进行自动的、高时效的预警,监理方专业监理员对预警信息对应的视频信息进行复核,最终对风险作出准确判断,并作出相关响应,使得监理人员可以同时监理多个生产现场,从而实现旁站监督管理工作的高有效性、可追溯性、高时效性等目的。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:1.本发明采用全流程的智能化旁站监理,避免了监理员人为的因素导致的种种潜在风险;2.本发明采用在线实时风险预警,只需要少量的监理专家,远程分析系统预警的风险,进行判定,从而使得旁站监督管理的人效得到提高;3.本发明采用结构化视频存储,有利于事件的检索与回溯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图.
图1是本发明一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对发明做出进一步的描述:
如图1所示,一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,该方法包括:
a1.对采集的视频流进行简单抽帧采样,通过深度学习分类算法对采样图像进行施工环境安全分析,对当前天气情况和邻电情况做出判断;
a2.通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行场景事件分割判断,对采集的视频流进行场景解析判定,分为混凝土自拌场景、混凝土预拌场景、混凝土浇筑场景;
a3.对采集的混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析;
a4.对采集的混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析;
a5.对采集的混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析;
a6.利用分析的相关结果信息,与工程质量要求相关参数进行比对分析,对风险事件进行预警,预警的方式包括语音预警、灯光信号预警、预设的手机短信预警;
a7:对视频流基于输出信息,进行结构化存储。
施工环境安全分析包括:
1.天气分析,通过深度学习图像分类resnet算法框架进行天气状况分类,考虑到存在多种天气共现的情况,因而修改resnet原有的互斥的多分类结构,为多个二分类结构,具体的:利用CNN进行图像特征提取,然后基于特征进行6个二分类预测分支,分别输出:是否晴天、是否雨天、是否雾天、是否下雪天、是否大风天的概率。
2.邻电分析:通过通过深度学习图像检测SSD算法,同时将施工区域、高风险带电物体作为目标进行检测识别。
施工区域:建材堆积区域、搅拌机所处区域、导管浇筑区域,输出类型以及目标的外界矩形坐标。
高风险带电物体:高压线、变电器,输出类型以及目标的外界矩形坐标。
利用施工区域坐标和高风险带电物体坐标信息,估算二者之间的相对距离。输出:是否存在高风险带电物体、是否邻近施工区域。
混凝土浇筑施工环境安全智能分析的作用:电网建设中,施工环境对施工质量施工安全影响极,监理员需在现场对气候环境、施工附近的邻电等环境情况进行监督管理,确保工程的质量与施工安全。
根据上述内容,所述步骤a3中混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
b1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:单位盛具称重环节、单位车称重环节、入料口入料环节、搅拌环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
b2:针对单位盛具称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位盛具中的重量分析:通过SSD算法检测定位出处于称上的盛具以及其中的材料类型,同时检测定位称的显示盘上的文字区域、基于OCR算法识别称的显示盘上的文字区域的数值,输出结果为:材料类型、单位盛具的重量;
b3:针对单位车称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位车中的重量分析:CoViAR-resnet检测分析盛满一车的全过程中的每一个单次盛装行为、通过SSD算法检测盛具中材料类型,输出结果为:材料类型、盛装次数;
b4:针对入料口入料环节的视频段,用相关算法完成入料口入料环节下加入到搅拌机中各材料的重量分析:通过CoViAR-resnet算法对工人入料行为进行分析,得到各材料加入到搅拌机内的次数、SSD算法检测加入的材料类型,输出结果为:材料类型、加入次数;
b5:针对搅拌环节的视频段,用相关算法完成搅拌机工作的相关状态分析:入料、搅拌、出料、停止,输出结果为:状态、起止时刻;
b6:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
b7:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点,混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
根据上述内容,所述步骤a4中混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
c1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:混凝土货运清单表视频拍摄环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
c2:针对混凝土货运清单表视频拍摄环节,利用SSD算法对视频帧中的清单表进行检测定位,矫正后利用SSD算法进行文本检测提取,利用OCR文本识别算法进行文本识别,利用文本位置关系结构化提取:混凝土配合比、当前车装载方量、搅拌时长信息;
c3:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
c4:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点、混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
根据上述内容,所述步骤a5中混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
d1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:导管安装环节、浇筑环节、导管拆卸环节;
d2:针对导管安装环节,基于CoViAR-resnet算法,分析识别安装一根导管的行为过程,从而通过安装单根导管行为的次数,统计安装全部导管的数量,在导管安装总长约等于孔径深度的事实下,结合已知的孔深参数,估算单根导管的长度;
d3:针对浇筑环节,利用SSD算法,进行待浇筑区域进行检测定位,确定其边界,在终孔浇筑环节下,带浇筑区域指的是终孔口相关区域,针对该区域的图像流信息:利用SSD算法,检测识别对待浇筑区域中的浇筑导管终端位置定位,并识别浇筑材料,对待浇筑区域,进行疑似异常物体检测,输出子区域的位置区域,针对该子区域的相关上下文视频流,利用行为分析算法CoViAR对该区域的子视频流进行行为识别,如果存在浇筑(或物体抛入)行为,则无论其物体类型是否混凝土均判定为非法行为;
d4:针对导管拆卸环节,基于CoViAR-resnet算法,分析单次拆管的行为过程,并利用SSD算法,检测分析单次拔管行为中,拆卸的导管的节数,结合步骤d2中估计的单管长度,估计单次拔出的导管长度;针对每次拔管事件时刻,利用估算的浇筑方量,结合已知的孔径参数信息,计算当前时刻下终孔中混凝土的深度。
其中CoViAR-Mobile-V3算法、CoViAR-resnet算法均属于视频行为分析算法CoViAR的不同阶段,CoViAR-Mobile-V3算法耗时低,CoViAR-resnet算法精度高。
通过智能分析,保证混凝土生产过程中核心视频数据被有效采集,被有效存储,通过智能视频分析对“混凝土生产的材料配合比监督管理”,“混凝土搅拌时长监督管理”,“混凝土试块制作监督管理”,“混凝土坍落度监督管理”四个核心监督管理工作进行自动监督管理,对不符合或疑似不符合规范的事件进行实时预警,从而极大程度上避免了上述人工现场监督管理的相关缺陷。
本发明基于深度学习人工智能的视频分析技术,对混凝土浇筑建设工程实施过程中的,各个环节进行持续的有效的视频采集,并在后端进行存储,同时对视频数据,进行实时的智能分析,对存在质量风险的工程建设过程,进行自动的、高时效的预警,监理方专业监理员对预警信息对应的视频信息进行复核,最终对风险作出准确判断,并作出相关响应,使得监理人员可以同时监理多个生产现场,从而实现旁站监督管理工作的高有效性、可追溯性、高时效性等目的。
根据上述内容,所述混凝土预拌的浇筑场景下针对浇筑环节相关信息分析:利用SSD算法、OCR文本内容识别算法,持续检测识别车牌号码,从而通过车牌的信息,记录完成浇筑的车数,记录单车车牌号的持续时长,利用SSD算法,同时持续检测,浇筑导管末端,浇筑的状态,去掉非浇筑时长,得到浇筑完一车的有效时长,结合上述各车方量信息,动态估算出当前工地环境下,罐装车的单位时间的浇筑量平均值。
根据上述内容,所述浇筑方量的估算方法:
针对混凝土自拌场景:利用单桶的重量信息,及配合度,估算单桶方量信息、搅拌的次数、利用各次单桶方量累积得到估计当前浇筑量;
针对混凝土预拌场景:利用上述信息得到大致的浇筑量,单位时间浇筑量及当前车的车牌持续出现时长,以及浇筑状态判定,推断当前车的有效浇筑时长,进一步修正当前浇筑量估计值。
根据上述内容,所述混凝土中导管剩余长度计算方式是:
混凝土中的导管剩余长度=终孔中混凝土深度-拔出的导管长度
根据上述内容,所述视频行为分析算法CoViAR步骤:
f1:CoViAR的输入是“压缩视频流”;
f2:对压缩视频流的P序列帧中的M信号即MotionVector运动信号、R值即ResidualP帧+M信号后相对于视频中的原始图像I帧的残值信号,进行累积解耦变换得到“解耦后的累积M信号”、“解耦后的累积R信号”,形成“解耦压缩视频流”;
f3:构建3个子模型:对原始信息“I帧”构建一个resnet152大分类器、对“解耦后的累积M信号”构建小分类器resnet18-0、对“解耦后的累积R信号”构建小分类器resnet18-1;
f4:基于融合3个子模型对视频进行动作行为分类。
CoViAR算法的核心优势是:不用解压压缩视频得到原始信息,直接构建基于压缩视频进行行为分析,较大的降低了耗时;对I、P-M、P-R分开建模,在P-M序列,P-R序列中的丰富的运动信息对行为分析重要性极高,在传统的原始视频流的算法框架下,从RGB图像信号序列中挖掘这些信息,难度较大,即便是计算量大的大型网络往往难以胜任;CoViAR算法在达到精度较高的情况下,视频处理速度相比其他方法得到极大提升。
根据上述内容,所述SSD的算法是通过在不同层级的CNN特征层上,选用不同尺寸、不同比例的侯选框,找到与目标匹配最好的候选框来对目标的位置进行预测,使不同层级的目标达到较高的检测速度和精度。在混凝土搅拌场景下,存在较大的目标-如搅拌机,也存在较小的目标-如一袋水泥等的检测定位需求,因而SSD效果较好。
根据上述内容,所述OCR文本内容识别算法是结合CNN与RNN,由CNN提取图像特征,进而对特征图进行列切片,采用RNN结构如典型的LSTM循环网络进行推理文本,最后采用CTC损失函数计算预测字符串与标注的差距,完成端到端的训练,预测阶段无需计算CTC,直接对每个cell进行文字预测,并最终合并出文本串。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限定本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,该方法包括:
a1.对采集的视频流进行简单抽帧采样,通过深度学习分类算法对采样图像进行施工环境安全分析,对当前天气情况和邻电情况做出判断;
a2.通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行场景事件分割判断,对采集的视频流进行场景解析判定,分为混凝土自拌场景、混凝土预拌场景、混凝土浇筑场景;
a3.对采集的混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析;
a4.对采集的混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析;
a5.对采集的混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析;
a6.利用分析的相关结果信息,与工程质量要求相关参数进行比对分析,对风险事件进行预警,预警的方式包括语音预警、灯光信号预警、预设的手机短信预警;
a7:对视频流基于输出信息,进行结构化存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述步骤(a3)中混凝土自拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
b1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:单位盛具称重环节、单位车称重环节、入料口入料环节、搅拌环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
b2:针对单位盛具称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位盛具中的重量分析:通过SSD算法检测定位出处于称上的盛具以及其中的材料类型,同时检测定位称的显示盘上的文字区域、基于OCR算法识别称的显示盘上的文字区域的数值,输出结果为:材料类型、单位盛具的重量;
b3:针对单位车称重环节的视频段,用相关算法完成各材质在单位车中的重量分析:CoViAR-resnet检测分析盛满一车的全过程中的每一个单次盛装行为、通过SSD算法检测盛具中材料类型,输出结果为:材料类型、盛装次数;
b4:针对入料口入料环节的视频段,用相关算法完成入料口入料环节下加入到搅拌机中各材料的重量分析:通过CoViAR-resnet算法对工人入料行为进行分析,得到各材料加入到搅拌机内的次数、SSD算法检测加入的材料类型,输出结果为:材料类型、加入次数;
b5:针对搅拌环节的视频段,用相关算法完成搅拌机工作的相关状态分析:入料、搅拌、出料、停止,输出结果为:状态、起止时刻;
b6:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
b7:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点,混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述步骤(a4)中混凝土预拌场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
c1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:混凝土货运清单表视频拍摄环节、试块制作环节、塌落度测试环节;
c2:针对混凝土货运清单表视频拍摄环节,利用SSD算法对视频帧中的清单表进行检测定位,矫正后利用SSD算法进行文本检测提取,利用OCR文本识别算法进行文本识别,利用文本位置关系结构化提取:混凝土配合比、当前车装载方量、搅拌时长信息;
c3:针对试块制作环节的视频段,用相关算法完成时刻制作中试块个数分析:SSD算法检测试块数量,输出结果为:试块数量;
c4:针对塌落度测试环节的视频段,用相关算法完成塌落度估计分析:SSD算法检测定位塌落度筒、SSD算法检测定位混凝土、OCR文本,输出结果为:塌落度筒外接矩形坐标点、混凝土外接矩形坐标点、测定塌落度桶顶部与试验混凝土顶部之间卷尺刻度信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述步骤(a5)中混凝土浇筑场景视频数据进行核心事件分析步骤包括:
d1:通过深度学习方法CoViAR-Mobile-V3算法对实时上传的视频流进行子事件分割判断,当前时间窗口视频的事件类型:导管安装环节、浇筑环节、导管拆卸环节;
d2:针对导管安装环节,基于CoViAR-resnet算法,分析识别安装一根导管的行为过程,从而通过安装单根导管行为的次数,统计安装全部导管的数量,在导管安装总长约等于孔径深度的事实下,结合已知的孔深参数,估算单根导管的长度;
d3:针对浇筑环节,利用SSD算法,进行待浇筑区域进行检测定位,确定其边界,在终孔浇筑环节下,带浇筑区域指的是终孔口相关区域,针对该区域的图像流信息:利用SSD算法,检测识别对待浇筑区域中的浇筑导管终端位置定位,并识别浇筑材料,对待浇筑区域,进行疑似异常物体检测,输出子区域的位置区域,针对该子区域的相关上下文视频流,利用行为分析算法CoViAR对该区域的子视频流进行行为识别,如果存在浇筑(或物体抛入)行为,则无论其物体类型是否混凝土均判定为非法行为;
d4:针对导管拆卸环节,基于CoViAR-resnet算法,分析单次拆管的行为过程,并利用SSD算法,检测分析单次拔管行为中,拆卸的导管的节数,结合步骤(d2)中估计的单管长度,估计单次拔出的导管长度;针对每次拔管事件时刻,利用估算的浇筑方量,结合已知的孔径参数信息,计算当前时刻下终孔中混凝土的深度。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述混凝土预拌的浇筑场景下针对浇筑环节相关信息分析:利用SSD算法、OCR文本内容识别算法,持续检测识别车牌号码,从而通过车牌的信息,记录完成浇筑的车数,记录单车车牌号的持续时长,利用SSD算法,同时持续检测,浇筑导管末端,浇筑的状态,去掉非浇筑时长,得到浇筑完一车的有效时长,结合上述各车方量信息,动态估算出当前工地环境下,罐装车的单位时间的浇筑量平均值。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述浇筑方量的估算方法:
针对混凝土自拌场景:利用单桶的重量信息,及配合度,估算单桶方量信息、搅拌的次数、利用各次单桶方量累积得到估计当前浇筑量;
针对混凝土预拌场景:利用上述信息得到大致的浇筑量,单位时间浇筑量及当前车的车牌持续出现时长,以及浇筑状态判定,推断当前车的有效浇筑时长,进一步修正当前浇筑量估计值。
7.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,所述混凝土中导管剩余长度计算方式是:
混凝土中的导管剩余长度=终孔中混凝土深度-拔出的导管长度。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述视频行为分析算法CoViAR步骤:
f1:CoViAR的输入是“压缩视频流”;
f2:对压缩视频流的P序列帧中的M信号即MotionVector运动信号、R值即Residual P帧+M信号后相对于视频中的原始图像I帧的残值信号,进行累积解耦变换得到“解耦后的累积M信号”、“解耦后的累积R信号”,形成“解耦压缩视频流”;
f3:构建3个子模型:对原始信息“I帧”构建一个resnet152大分类器、对“解耦后的累积M信号”构建小分类器resnet18-0、对“解耦后的累积R信号”构建小分类器resnet18-1;
f4:基于融合3个子模型对视频进行动作行为分类。
9.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述SSD的算法是通过在不同层级的CNN特征层上,选用不同尺寸、不同比例的侯选框,找到与目标匹配最好的候选框来对目标的位置进行预测,使不同层级的目标达到较高的检测速度和精度。
10.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的混凝土浇筑旁站监理方法,其特征在于,所述OCR文本内容识别算法是结合CNN与RNN,由CNN提取图像特征,进而对特征图进行列切片,采用RNN结构进行推理文本,最后采用CTC损失函数计算预测字符串与标注的差距,完成端到端的训练,预测阶段无需计算CTC,直接对每个cell进行文字预测,并最终合并出文本串。
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