CN115982824A

CN115982824A - 施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN115982824A
Application number: CN202310034617.4A
Authority: CN
Inventors: 郭红领; 罗柱邦; 张知田; 叶啸天; 林啸; 丁熠; 陈川
Original assignee: Tsinghua University; CCCC Third Highway Engineering Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; CCCC Third Highway Engineering Co Ltd
Priority date: 2023-01-10
Filing date: 2023-01-10
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本申请涉及建筑施工管理技术领域，特别涉及一种施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场中工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入三维动态仿真平台，基于三维动态仿真平台进行可视化展示，以对施工现场中工人的空间位置进行管理。由此，解决了相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题。

Description

施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及建筑施工管理技术领域，特别涉及一种施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

建筑业施工环境复杂、多变，安全事故屡屡发生，事故率居高不下。研究表明，工人的不安全行为是引发安全事故的主要原因，根据事故统计资料也发现88％～90％的安全事故是由于工人的不安全行为导致的；同时，施工现场环境复杂多变，场地覆盖面较广，难以实时有效地掌握工人的位置关系，从而影响工人空间管理的决策效率。

而针对上述状况，现在一方面可以通过BIM(Building Information Modeling，施工项目建筑信息模型)技术来管理施工安全风险，利用BIM建立施工安全风险预警仿真的系统动力学模型，利用BIM信息开展脚手架安全相关的风险预警，以及结合追踪技术、AR(Augmented Reality，增强现实)技术开展现场可视化管理等；另一方面可以通过图像识别技术实现工人的安全管理，该技术可以在非入侵条件下，支持现场工人动作和行为的识别，现场实体和环境的识别等，在识别基础上补充逻辑判断规则使其能够支持质量、安全和进度的管理。

相关技术中，BIM技术在现场人员管理的应用而言，难以实现对现场进度和工人行为的动态更新，仅限于对施工前期的决策规划以及预警分析。而图像识别内容更多的聚焦于特定行为特定场景，难以覆盖较广的作业行为和更加精确的空间分布情况。

发明内容

本申请提供一种施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题。

本申请第一方面实施例提供一种施工现场工人空间管理方法，包括以下步骤：构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；利用所述监控网络收集所述施工现场的图像数据，基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，并获取所述施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；将所述空间位置信息、所述BIM数据和所述施工进度数据导入所述三维动态仿真平台，基于所述三维动态仿真平台进行可视化展示，以对所述施工现场中工人的空间位置进行管理。

可选地，所述基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，包括：获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺；从所述图像数据中识别工人的像素位置，基于所述坐标转换公式和所述比例尺对所述像素位置进行空间位置转换，得到工人在所述三维仿真场景中的空间位置信息。

可选地，所述获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺，包括：识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；根据所述第一坐标系和所述第二坐标系计算坐标系夹角，根据所述坐标系夹角计算得到所述坐标转换公式；根据图像中任意两点之间的距离与实际距离计算得到所述比例尺。

可选地，所述从所述图像数据中识别工人的像素位置，包括：检测所述图像数据中每帧图像的工人对象检测框；提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，根据所述像素坐标确定所述工人的像素位置。

可选地，所述构建施工现场的三维动态仿真平台，包括：设置所述三维动态仿真平台的三维引擎；在三维引擎中设置坐标原点，并在所述三维引擎中导入解析出的BIM数据和施工进度数据，以构建所述三维动态仿真平台。

本申请第二方面实施例提供一种施工现场工人空间管理装置，包括：构建模块，用于构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；收集模块，用于利用所述监控网络收集所述施工现场的图像数据，基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，并获取所述施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；导入模块，用于将所述空间位置信息、所述BIM数据和所述施工进度数据导入所述三维动态仿真平台，基于所述三维动态仿真平台进行可视化展示，以对所述施工现场中工人的空间位置进行管理。

可选地，所述收集模块进一步用于：获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺；从所述图像数据中识别工人的像素位置，基于所述坐标转换公式和所述比例尺对所述像素位置进行空间位置转换，得到工人在所述三维仿真场景中的空间位置信息。

可选地，所述收集模块进一步用于：识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；根据所述第一坐标系和所述第二坐标系计算坐标系夹角，根据所述坐标系夹角计算得到所述坐标转换公式；根据图像中任意两点之间的距离与实际距离计算得到所述比例尺。

可选地，所述收集模块进一步用于：检测所述图像数据中每帧图像的工人对象检测框；提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，根据所述像素坐标确定所述工人的像素位置。

可选地，所述构建模块进一步用于：设置所述三维动态仿真平台的三维引擎；在所述在三维引擎中设置坐标原点，并在三维引擎中导入解析出的BIM数据和施工进度数据，以构建所述三维动态仿真平台。

本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的施工现场工人空间管理方法。

本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的施工现场工人空间管理方法。

由此，本申请至少具有如下有益效果：

本申请实施例可以通过三维仿真平台，利用施工现场监控图像数据和基于BIM的施工进度数据相结合，能够实现对工人空间安全和施工现场空间分布情况的实时智能监测，从而实现对现场工人在作业空间的精确管理，提高了现场工人行为的空间管理水平，适用性较高。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种施工现场工人空间管理方法的流程图；

图2为根据本申请实施例提供的视频监控局域网络系统示例图；

图3为根据本申请实施例提供的视频监控示意图；

图4为根据本申请实施例提供的局部坐标系与原始坐标系示意图；

图5为根据本申请实施例提供的工人检测效果示意图；

图6为根据本申请实施例提供的监测结果流程图；

图7为根据本申请实施例提供的三维空间检测效果细节示意图；

图8为根据本申请实施例提供的三维空间检测效果项目整体示意图；

图9为根据本申请实施例提供的施工现场工人空间管理方法流程图；

图10为根据本申请实施例提供的施工现场工人空间管理装置的方框示意图；

图11为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的施工现场工人空间管理方法、装置、电子设备及存储介质。针对上述背景技术中提到的相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题，本申请提供了一种施工现场工人空间管理方法，在该方法中，通过构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络，并利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据，将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入到三维动态仿真平台，进行可视化展示，实现对工人空间安全和施工现场空间分布情况的实时智能监测，并使得管理人员可以从立体视角直观获取工人的位置信息，作业聚集程度等内容，实现对施工现场中工人的空间位置管理的直观化和可视化，适用性较高。由此，解决了相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题。

具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种施工现场工人空间管理方法的流程示意图。

如图1所示，该施工现场工人空间管理方法包括以下步骤：

在步骤S101中，构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络。

可以理解的是，本申请实施例通过施工项目建筑信息模型和施工进度数据相结合，从而构建施工现场的三维动态仿真平台，以便后续实现对现场施工场景的动态仿真；通过监控摄像头，网桥，交换机和客户端等硬件构建监控网络，以便于实时获取施工现场所有工人位置的图像数据。

在本申请实施例中，构建施工现场的三维动态仿真平台，包括：设置三维动态仿真平台的三维引擎；在三维引擎中设置坐标原点，并在三维引擎中导入解析出的BIM数据和施工进度数据，以构建三维动态仿真平台。

其中，三维引擎可以是在三维底层图形技术的基础上，封装硬件操作与三维图形算法，形成普遍意义上的三维交互引擎，提供给开发者一个简单易用、功能丰富的三维图形环境，并在此基础上进行虚拟现实、三维交互、可视化管理平台二次开发等，在此不做具体限定。

其中，BIM可以是用于工程项目全过程周期管理的可视化工具。

可以理解的是，本申请实施例通过在三维动态仿真平台的三维引擎上设置坐标原点，并导入解析出的BIM数据和施工进度数据，并渲染符合现场施工进度的各阶段动态仿真场景，以构建三维动态仿真平台，以便于在后续施工中，对施工进度数据的实时更新实现对现场施工场景的动态仿真。

在步骤S102中，利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场中工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据。

其中，监控网络基于摄像头和交换机之间的网桥搭建而成，在此不做具体限定。

可以理解的是，本申请实施例利用监控网络收集施工现场的图像数据，并基于此识别施工现场中工人的位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据，确保图像画面完整覆盖施工作业面，以便于后续的数据分析与处理。

在本申请实施例中，基于图像数据识别施工现场中工人的空间位置信息，包括：获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺；从图像数据中识别工人的像素位置，基于坐标转换公式和比例尺对像素位置进行空间位置转换，得到工人在三维仿真场景中的空间位置信息。

其中，比例尺公式为：

其中，坐标转换公式为：

x_n＝(x_{box_x}-x_oi)*cosθ*S₁+x₀

y_n＝(y_{box_x}-y_oi)*sinθ*S₁+y₀

可以理解的是，本申请实施例在图像数据中识别工人的像素位置，并基于从获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺进行空间位置转换，得到工人在三维仿真场景中的空间位置信息，以便于实现对现场工人在作业空间中的精确管理与实时仿真。

在本申请实施例中，获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺，包括：识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；根据第一坐标系和第二坐标系计算坐标系夹角，根据坐标系夹角计算得到坐标转换公式；根据图像中任意两点之间的距离与实际距离计算得到比例尺。

其中，第一坐标系可以是图像原始坐标系；第二坐标系可以是局部坐标系，在此不做具体限定。

可以理解的是，本申请实施例识别图像数据中每帧图像的局部坐标系和原始坐标系，并计算其夹角，并根据夹角计算坐标转换公式；根据图像任意两点之间距离与实际距离计算比例尺，以保证从图像中获取工人数据的全面性，提高空间风险预警的准确性。

具体地，其中，坐标系夹角的具体计算步骤为：

ⅰ、计算两个向量的模

ⅱ、计算两个向量的向量积

V_xi×V_xj＝(x_xi-x_oi)(x_xj-x_oj)+(y_xi-y_oi)(y_oj-y_oj)

ⅲ、计算两个向量夹角θ的余弦值

ⅳ、计算θ值

θ＝arccosθ

在本申请实施例中，从图像数据中识别工人的像素位置，包括：检测图像数据中每帧图像的工人对象检测框；提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，根据像素坐标确定工人的像素位置。

可以理解的是，本申请实施例通过检测图像数据中每帧图像的工人对象检测框，提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，并根据像素坐标确定工人的像素位置，主要是利用了深度学习的对象检测算法从图像中检测工人对象，提高了检测的准确性。

在步骤S103中，将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入三维动态仿真平台，基于三维动态仿真平台进行可视化展示，以对施工现场中工人的空间位置进行管理。

可以理解的是，本申请实施例将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入三维动态仿真平台，并基于三维动态仿真平台进行可视化展示，使得管理人员可以从立体视角直观获取工人的位置信息，作业聚集程度等内容，实现对施工现场中工人的空间位置管理的直观化和可视化。

根据本申请实施例提出的施工现场工人空间管理方法，通过构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络，并利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据，将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入到三维动态仿真平台，进行可视化展示，实现对工人空间安全和施工现场空间分布情况的实时智能监测，并使得管理人员可以从立体视角直观获取工人的位置信息，作业聚集程度等内容，实现对施工现场中工人的空间位置管理的直观化和可视化，适用性较高。由此，解决了相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题。

下面将结合图2至图9对施工现场工人空间管理方法进行详细阐述，具体如步骤如下：

S1：施工现场三维动态仿真平台的构建

本平台将施工项目建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)与施工进度数据相结合，构建三维仿真场景，为后续施工现场的三维数据渲染与展示提供支持。

其中，BIM是一种用于工程项目全过程周期管理的可视化工具，本平台在BIM数据的基础上，导入施工进度数据，进而在三维平台渲染符合现场施工进度的各阶段动态仿真场景。具体实现流程包括：

①在三维引擎中设置坐标原点O(0，0，0)；

②在三维引擎中导入解析出的BIM数据；

③在三维引擎中导入施工进度数据，将当前时刻与进度数据中的时刻相对应，在三维引擎中渲染本阶段进度内容的BIM数据。

在后续施工阶段中，本平台通过对施工进度数据的实时更新实现了对现场施工场景的动态仿真。

S2：施工现场视频监控局域网络的构建

该网络能够实时获取施工现场所有工人位置的图像数据，供后续数据分析与处理。

视频监控局域网络基于摄像头和交换机之间的网桥搭建而成，如图2所示，该网桥将摄像头端和交换机端通过无线连接，摄像头端和交换机端分别通过有线连接至网桥，客户端通过有线连接至交换机，由此实现摄像头端和客户端共处同一局域网；并在此基础上为该局域网络中的摄像头设置固定IP(Internet Protocol，网际互连协议)，以保证IP地址不受设备断电及重启的影响，进而实现客户端程序对局域网内摄像头的快速查找和连接。

S3：图像数据的收集与处理

为保证从图像中获取工人数据的全面性，提高空间风险预警的准确性。本申请实施例在施工现场所布置的多摄像头视频监控系统，一方面需确保图像画面完整覆盖施工作业面，另一方面所采集图像数据按照时间序列实时存储于本地磁盘。

该监控系统如图3所示，将各摄像头采集画面实时渲染至视频监控客户端进行可视化展示；同时，存储的图像数据为后续对工人定位信息的实时分析提供支持。

在图像数据采集的基础上，为将工人空间定位数据有效导入至三维仿真环境，还需将二维图像数据与三维BIM进度数据进行坐标系匹配。该匹配过程需完成图像中工人像素点位置与建筑物相对位置的计算，以及图像中像素距离与实际三维距离比例的计算。具体实现步骤为：

①图像中局部坐标系的自动识别。围绕视频中的每帧图像，均需要对其局部坐标系的原点O_i(x_oi,y_oi)、X轴上任意点X_i(x_xi,y_yi)、Y轴上任意点Y_i(x_yi,y_yi)开展自动识别(如图4)。

具体识别规则为将图像中建筑外轮廓的一角作为坐标轴的原点，两条建筑的直角边分别作为坐标轴的X轴和Y轴，从而有助于后续局部坐标轴的快速识别和映射计算的简化。

②图像中原始坐标系的自动提取。其中，图像坐标系的原点为每个图像左上角第一个像素点的像素坐标，记为O_j(x_oj,y_oj)；图像坐标系的X轴方向为从原点由左到右的方向，将该轴任意一点记为X_j(x_xj,y_oj)；图像坐标系的Y轴方向为从原点由上到下的方向，将该轴任意一点记为Y_j(x_oj,y_yj)(如图4)。

③局部坐标系和原始坐标系的夹角计算。为将图像中原始像素点的像素坐标赋予其在施工现场建筑物的相对位置信息，需要获取图像原始坐标系与局部坐标系的夹角关系以完成坐标系转换。以两个坐标系中X轴的夹角θ为例，参与计算的向量分别为：

V_xi＝X_i-O_i＝(x_xi-x_oi,y_xi-y_oi)

V_xj＝X_j-O_j＝(x_xj-x_oj,y_oj-y_oj)

坐标系夹角θ的具体计算步骤为：

ⅰ、计算两个向量的模

ⅱ、计算两个向量的向量积

V_xi×V_xj＝(x_xi-x_oi)(x_xj-x_oj)+(y_xi-y_oi)(y_oj-y_oj)

ⅲ、计算两个向量夹角θ的余弦值

ⅳ、计算θ值

θ＝arccosθ

在图像中像素距离与实际三维距离比例计算的过程中，需设置图像中长度尺寸数据与施工现场长度尺寸数据转换的比例尺。首先，在图像中选取平行于摄像头画面的两个点P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)，然后，通过获取这两个点在实际中的空间距离d₁，进而计算比例尺S₁：

S4:工人数据的识别与映射

工人数据的识别与导入主要分为两部分发明内容，首先是从图像数据中识别工人的像素位置，然后根据前述坐标系转换公式和与实际三维距离的比例尺数据，将工人的位置坐标导入三维仿真平台。

在工人像素位置的识别过程中，本申请实施例利用深度学习的对象检测算法从图像中检测工人对象，提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标P_i＝(x_{box_x},y_box-y)，如图5所示。

然后，本申请设置相邻帧检测结果的距离阈值d_c，将当前帧所有检测对象识别框数据与上一帧所有检测对象识别框数据计算欧氏距离，在阈值d_c范围内且距离最近的默认为同一个人，赋予相同编号，若欧式距离值超出设置的阈值，则给与新的编号。所检测出每帧图像中工人的P_i均存储到t时刻集合M_t中，如图6所示，具体实现流程如下：

首先，进行图片帧的检测，将相邻帧的特征集合输出，并标记为M_t-1和M_t，利用距离阈值d_c、M_t-1和M_t进行匹配计算，并输出匹配的结果，查看是否遍历完所有的图片数据，若是则结束操作，若不是则重新进行图片帧的检测。

在此基础上，结合坐标系转换方法与比例尺数据，获得工人像素坐标在三维仿真场景系统中的空间位置。

首先，从集合M_t中提取每个工人位置像素点的坐标P_i＝(x_{box_x},y_box-y)

P_i＝(x_{box_x},y_box-y)，将该点从图像原始坐标系换算到局部坐标系，得到新的坐标数据P_n＝(x_n,y_n)，具体计算方法为：

x_n＝(x_{box_x}-x_oi)*cosθ*S₁+x₀

y_n＝(y_{box_x}-y_oi)*sinθ*S₁+y₀

然后，设置局部坐标系原点O_i映射至三维引擎中的位置坐标P₀(x₀,y₀,z₀)。在此基础上，将局部坐标系中工人的位置数据映射至三维空间中，即获取工人的空间位置数据。具体检测效果如图7所示。

S5：三维仿真场景下现场工人空间位置的实时管理

如图8所示，通过将BIM数据，施工进度数据以及施工现场工人定位数据相结合，并在三维引擎中进行可视化展示。在该方法的支持下，管理者可从立体视角直观获取工人的位置信息，作业聚集程度等内容，实现了对工人空间位置的实时把握。

综上，本申请实施例内容主要包括5个阶段(如图9所示)，首先基于BIM和施工进度信息，在三维引擎中构建施工现场的三维动态仿真平台；然后，借助现场所布置的视频监控摄像头和网桥，形成现场图像数据的局域网络；在视频监控网络的基础上，开展图像数据的收集与处理；接着，利用图像识别技术，从图像中自动识别工人的像素位置，并将图片像素点映射至三维仿真平台；最终，通过在三维引擎中实时展示与反应真实的工人空间位置信息，实现了对工人空间管理的直观化和可视化。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的施工现场工人空间管理装置。

图10是本申请实施例的施工现场工人空间管理装置的方框示意图。

如图10所示，该施工现场工人空间管理装置10包括：构建模块100、收集模块200和导入模块300。

其中，构建模块100用于构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；收集模块200用于利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场中工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；导入模块300用于将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入三维动态仿真平台，基于三维动态仿真平台进行可视化展示，以对施工现场中工人的空间位置进行管理。

在本申请实施例中，构建模块100进一步用于：设置三维动态仿真平台的三维引擎；在三维引擎中设置坐标原点，并在三维引擎中导入解析出的BIM数据和施工进度数据，以构建三维动态仿真平台。

在本申请实施例中，收集模块200进一步用于：获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺；从图像数据中识别工人的像素位置，基于坐标转换公式和比例尺对像素位置进行空间位置转换，得到工人在三维仿真场景中的空间位置信息。

在本申请实施例中，收集模块200进一步用于：识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；根据第一坐标系和第二坐标系计算坐标系夹角，根据坐标系夹角计算得到坐标转换公式；根据图像中任意两点之间的距离与实际距离计算得到比例尺。

在本申请实施例中，收集模块200进一步用于：检测图像数据中每帧图像的工人对象检测框；提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，根据像素坐标确定工人的像素位置。

需要说明的是，前述对施工现场工人空间管理方法实施例的解释说明也适用于该实施例的施工现场工人空间管理装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的施工现场工人空间管理装置，通过构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络，并利用监控网络收集施工现场的图像数据，基于图像数据识别施工现场工人的空间位置信息，并获取施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据，将空间位置信息、BIM数据和施工进度数据导入到三维动态仿真平台，进行可视化展示，实现对工人空间安全和施工现场空间分布情况的实时智能监测，并使得管理人员可以从立体视角直观获取工人的位置信息，作业聚集程度等内容，实现对施工现场中工人的空间位置管理的直观化和可视化，适用性较高。由此，解决了相关技术中通常是针对施工前期的决策和预警以及特定行为场景对施工环境和工人信息的识别等，难以实现对施工现场整体进度的把握和工人行为的管理，导致适用性较低等问题。

图11为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：

存储器1101、处理器1102及存储在存储器1101上并可在处理器1102上运行的计算机程序。

处理器1102执行程序时实现上述实施例中提供的施工现场工人空间管理方法。

进一步地，电子设备还包括：

通信接口1103，用于存储器1101和处理器1102之间的通信。

存储器1101，用于存放可在处理器1102上运行的计算机程序。

存储器1101可能包含高速RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器1101、处理器1102和通信接口1103独立实现，则通信接口1103、存储器1101和处理器1102可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是ISA(IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component，外部设备互连)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准体系结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器1101、处理器1102及通信接口1103，集成在一块芯片上实现，则存储器1101、处理器1102及通信接口1103可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器1102可能是一个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的施工现场工人空间管理方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

Claims

1.一种施工现场工人空间管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；

利用所述监控网络收集所述施工现场的图像数据，基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，并获取所述施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；

将所述空间位置信息、所述BIM数据和所述施工进度数据导入所述三维动态仿真平台，基于所述三维动态仿真平台进行可视化展示，以对所述施工现场中工人的空间位置进行管理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，包括：

获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺；

从所述图像数据中识别工人的像素位置，基于所述坐标转换公式和所述比例尺对所述像素位置进行空间位置转换，得到工人在所述三维仿真场景中的空间位置信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取三维动态仿真平台对应三维仿真场景的坐标转换公式和比例尺，包括：

识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；

根据所述第一坐标系和所述第二坐标系计算坐标系夹角，根据所述坐标系夹角计算得到所述坐标转换公式；

根据图像中任意两点之间的距离与实际距离计算得到所述比例尺。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述图像数据中识别工人的像素位置，包括：

检测所述图像数据中每帧图像的工人对象检测框；

提取每个工人对象检测框底部中心点的像素坐标，根据所述像素坐标确定所述工人的像素位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建施工现场的三维动态仿真平台，包括：

设置所述三维动态仿真平台的三维引擎；

在三维引擎中设置坐标原点，并在所述三维引擎中导入解析出的BIM数据和施工进度数据，以构建所述三维动态仿真平台。

6.一种施工现场工人空间管理装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于构建施工现场的三维动态仿真平台和监控网络；

收集模块，用于利用所述监控网络收集所述施工现场的图像数据，基于所述图像数据识别所述施工现场中工人的空间位置信息，并获取所述施工现场的施工项目建筑信息模型BIM数据和施工进度数据；

导入模块，用于将所述空间位置信息、所述BIM数据和所述施工进度数据导入所述三维动态仿真平台，基于所述三维动态仿真平台进行可视化展示，以对所述施工现场中工人的空间位置进行管理。

7.根据权利要求6所述的装置，所述收集模块进一步用于：

8.根据权利要求7所述的装置，所述收集模块进一步用于：

识别图像数据中每帧图像的第一坐标系和第二坐标系；

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述收集模块进一步用于：

检测所述图像数据中每帧图像的工人对象检测框；

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述构建模块进一步用于：

设置所述三维动态仿真平台的三维引擎；

11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的施工现场工人空间管理方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的施工现场工人空间管理方法。