CN113744196A - 一种工程建设实时监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工程建设实时监控方法及系统,包括图像采集设备、时钟信号模块和运算主机,图像采集设备的最大拍摄角度为β,图像采集设备以倾角α斜向上地架设在支架上并正朝向建筑主体;时钟信号模块连接至图像采集设备用于为图像采集设备提供定时拍摄的时钟信号,图像采集设备输出图像信息至运算主机中;通过使用图像采集设备从下至上地采集正在施工的建筑主体,通过定时拍摄建筑主体的图像,并还原和对比前后相邻时间点获取的建筑主体图像,计算出施工进度,利用了视觉特征中近大远小线性变化的原理,将越来越高的建筑主体变化部分准确地进行图像提取和计算,从而自动进行进度监控;本发明可以有效地降低进度监控的人力浪费。
Description
技术领域
本发明涉及检测感应技术领域,具体是一种工程建设实时监控方法及系统。
背景技术
工程建设包括混凝土结构的建设、内部环境装修、水电气线路的布设和设备的搭建调试等。工程建设的涉及的工序繁多复杂。为了保证的工程建设能够按照预定的工序和工期进行,现有的工程建设都需要配备专门的监工人员来时刻对进行现场考察。监工人员不仅需要每天亲自到达建设场地中,还要需要对建设场地中的不同区域进行工程建设进度的记录,并将当前记录得到的相关工程建设数据与前一天记录得到的相关工程建设数据进行比较以分析计算出实时的工程建设进度,并且还要将该当前记录得到的相关工程建设数据与对应的工程建设计划进行对比以确定当前的工程建设是否与原先制定的工程建设计划相匹配。工程建设的进度确定直接关系到工程建设的质量和是否满足验收条件。
虽然通过人工手段来对工程建设场所进行实地考察和工程建设数据的记录能够保证工程建设数据获取的实时性和准确性,但是建设场所通常涉及的范围较大并且工程建设结构和布局也较为复杂,为了及时和全面地获取关于工程建设的相关数据,需要大量的人力来对工程建设场所进行实地考察,并且还需要额外配备相关分析人员对实地考察得到的工程建设数据进行对比分析处理,以最终确定工程建设的进度。而这一过程是贯穿于整个工程建设周期的,这就对相关工程建设监控机构提出较高和较严格的条件。为了满足对工程建设进度进行准确掌控的要求,需要投入大量的人力物力时间才能实现这一目的。可见,现有技术并未提出任何可以替代人工方式来对工程建设进行进度监控的手段。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种工程建设实时监控方法及系统,能够代替现有的人工方式对工程建设进行实时监控。
本发明的一种工程建设实时监控方法,包括步骤:
(1)以特定距离L0,特定角度倾斜向上架设图像采集设备,图像采集设备位于建筑主体的中轴线的其中一点;
(2)每隔时间T对施工建筑主体进行图像采集,并提取并计算获得建筑主体图像面积S1、S2...Sn,同时计算出建筑主体完工时的建筑主体图像面积S;
进一步地,所述步骤(2)的具体步骤包括:
(2-1)将建筑主体的RGB图像转化为灰阶图;
(2-2)将灰度值范围在G1-G2的像素点指定为建筑主体部分,并对建筑主体部分进行边界提取,并将边界内的建筑主体作为建筑主体图像;
(2-3)获取基准图像S0,在建筑主体与图像采集设备等高区域进行标注,获取图像,将图像中的等高区域标定为基准图像S0,并获得基准图像内的像素总数Y计算基准图像S0的面积;
(2-4)同理,获得建筑主体图像面积S1、S2...Sn。
进一步地,所述步骤(3)中的具体步骤包括:
(3-1)将图像S1与基准图像S0进行求差,获得基准图像S0中不存在的像素个数,并对应为建筑主体差值部分图像面积△S1;
本发明还提供一种工程建设实时监控系统,包括图像采集设备、时钟信号模块和运算主机,图像采集设备的最大拍摄角度为β,图像采集设备以倾角α斜向上地架设在支架上并正朝向建筑主体;时钟信号模块连接至图像采集设备用于为图像采集设备提供定时拍摄的时钟信号,图像采集设备输出图像信息至运算主机中,运算主机用于根据定时拍摄的多种图像计算建筑主体的施工进度。
本发明的有益效果是:本发明的一种工程建设实时监控方法及系统,通过使用图像采集设备从下至上地采集正在施工的建筑主体,通过定时拍摄建筑主体的图像,并还原和对比前后相邻时间点获取的建筑主体图像,计算出施工进度,利用了视觉特征中近大远小线性变化的原理,将越来越高的建筑主体变化部分准确地进行图像提取和计算,从而自动进行进度监控;本发明可以有效地降低进度监控的人力浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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它相关的附图:
图1为本发明的系统结构示意图;
图2为本发明的方法工作流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1-2所示:本实施例的一种工程建设实时监控系统,包括图像采集设备(即摄像头)、时钟信号模块和运算主机,图像采集设备的最大拍摄角度为β,图像采集设备以倾角α斜向上地架设在支架上并正朝向建筑主体,由于镜头拍摄较大越大,并可以将摄像头设置在离建筑主体越近的地方,因此使用功能广角镜头,拍摄角度在120°左右,但是为了消除广角镜头拍摄图像边缘产生的畸变,采用相关算法消除畸变进行解决;时钟信号模块连接至图像采集设备用于为图像采集设备提供定时拍摄的时钟信号,图像采集设备输出图像信息至运算主机中,运算主机用于根据定时拍摄的多种图像计算建筑主体的施工进度。
基于上述系统的具体实施方法如下:
(1)以特定距离L0,具体地,特定距离其中h为建筑主体的规划总高度,特定角度倾斜向上架设图像采集设备,图像采集设备位于建筑主体的中轴线的其中一点,图像获取设备的安装倾角β为所述图像获取设备的最大拍摄角度,为了消除照片成像对后续计算带来的影响,需要将图像采集设备(即摄像头)架设在正朝向建筑主体的位置,因此架设在建筑的中轴线最佳;
(2)每隔时间T对施工建筑主体进行图像采集,并提取并计算获得建筑主体图像面积S1、S2...Sn,同时计算出建筑主体完工时的建筑主体图像面积S,由于建筑施工的速度并不会太快,因此时间T为24-72小时最佳,主体图像面积的距离计算过程为:
(2-1)将建筑主体的RGB图像转化为灰阶图,去除RGB图像的色彩信息,降低运算量;
(2-2)将灰度值范围在G1-G2的像素点指定为建筑主体部分,并对建筑主体部分进行边界提取,并将边界内的建筑主体作为建筑主体图像,由于不同的建筑转化为灰度后,其灰度值是不一定的,因此G1和G2和设定值,使用者可以根据具体的环境对G1和G2进行具体赋值;边界提取的算法有多种,例如计算像素的梯度值,找出梯度值大于阈值的像素点确地为边界等,由于为现有技术,因此不再赘述;
(2-3)获取基准图像S0,在建筑主体与图像采集设备等高区域进行标注,获取图像,将图像中的等高区域标定为基准图像S0,基准图像S0产生的近大远小的效果只受到水平距离的影响,因此参考基准图像S0可以排除掉其他图像受水平距离产生的影响,便于计算;计算图像的面积时,由于单个像素的面积时固定的,因此只需要获得基准图像内的像素总数Y,便可以对应计算基准图像S0的面积;
(2-4)同理,获得建筑主体图像面积S1、S2...Sn。
具体地,
(3-1)将图像S1与基准图像S0进行求差,获得基准图像S0中不存在的像素个数,并对应为建筑主体差值部分图像面积△S1,由于即便在同一个位置,摄像头拍摄的图像也不完全一致,因此如果图像S1中的建筑主体如果不能与基准图像S0的下部完全重合,则重新拍摄或者等比缩放直至重合为止;
(3-2)统计基准图像S0的其中一条水平线的像素个数N1,统计图像S1内的其中一条水平线的像素个数N2,图像采集设备与图像S1的距离在拍摄照片边缘畸变较小或者完全消除的情况下,近大远小的效果是:距离与对应距离的图像呈线性反比关系,因此得到公式
本发明的一种工程建设实时监控方法及系统,通过使用图像采集设备从下至上地采集正在施工的建筑主体,通过定时拍摄建筑主体的图像,并还原和对比前后相邻时间点获取的建筑主体图像,计算出施工进度,利用了视觉特征中近大远小线性变化的原理,将越来越高的建筑主体变化部分准确地进行图像提取和计算,从而自动进行进度监控;本发明可以有效地降低进度监控的人力浪费。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
2.根据权利要求1所述的一种工程建设实时监控方法,其特征在于:所述步骤(2)的具体步骤包括:
(2-1)将建筑主体的RGB图像转化为灰阶图;
(2-2)将灰度值范围在G1-G2的像素点指定为建筑主体部分,并对建筑主体部分进行边界提取,并将边界内的建筑主体作为建筑主体图像;
(2-3)获取基准图像S0,在建筑主体与图像采集设备等高区域进行标注,获取图像,将图像中的等高区域标定为基准图像S0,并获得基准图像内的像素总数Y计算基准图像S0的面积;
(2-4)同理,获得建筑主体图像面积S1、S2...Sn。
6.一种工程建设实时监控系统,其特征在于:包括图像采集设备、时钟信号模块和运算主机,图像采集设备的最大拍摄角度为β,图像采集设备以倾角α斜向上地架设在支架上并正朝向建筑主体;时钟信号模块连接至图像采集设备用于为图像采集设备提供定时拍摄的时钟信号,图像采集设备输出图像信息至运算主机中,运算主机用于根据定时拍摄的多种图像计算建筑主体的施工进度。
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