(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210340295.1 (22)申请日 2022.04.02 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 方东平　古博韬　黄玥诚　郭红领　 曹思涵　王尧　李建华　苗春刚　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 吴欢燕 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 10/56(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06T 7/10(2017.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 10/764(2022.01) (54)发明名称 一种基于计算机视觉技术的施工现场物料 安全评估系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于计算机视觉技术的 施工现场物料安全评估系统， 包括： 校准模块， 用 于基于预先设置在施工 现场的定位色块， 对采集 模块进行位置校准处理， 当位置校准合格后， 控 制采集模块采集施工现场的图像数据； 校准模 块， 还用于将图像数据与预设数据进行对齐处 理， 获取施工现场的材料堆放区域； 识别模块， 用 于基于物料识别模型对材料堆放区域对应的实 际图像进行物料识别以及基于物料复杂度模型 对材料堆放区域对应的实际图像进行物料复杂 度识别； 评估模块， 用于基于物料复杂 度算法、 物 料越界判定算法以及物料分散度算法， 对识别模 块的识别结果进行综合安全评估。 可以确定施工 现场的综合安全评估， 可以有效地避免人为评 估， 提高评估效率。 权利要求书5页 说明书14页 附图2页 CN 115311592 A 2022.11.08 CN 115311592 A 1.一种基于计算机 视觉技术的施工现场物料安全评估系统， 其特 征在于， 包括： 校准模块， 用于基于预先设置在施工现场的定位色块， 对采集模块进行位置校准处理， 当位置校准 合格后， 控制所述采集模块采集施工现场的图像数据； 所述校准模块， 还用于将所述图像数据与 预设施工平面布置图中的预设数据进行数据 对齐处理， 获取所述施工现场的材 料堆放区； 预训练模块， 用于基于卷积神经网络对施工现场相关的预设物料进行识别训练， 得到 物料识别模型， 同时， 基于卷积神经网络对施工现场相关的不同角度下 的预设物料进行复 杂度训练， 得到物料复杂度模型； 识别模块， 用于基于所述物料识别模型对所述材料堆放 区对应的实际图像进行物料识 别以及基于所述物料复杂度模型对材 料堆放区对应的实际图像进行物料复杂度识别； 评估模块， 用于基于物料复杂度算法、 物料越 界判定算法以及物料分散度算法， 对所述 识别模块的识别结果进行综合 安全评估。 2.如权利要求1所述的基于计算机视觉技术的施工现场物料安全评估系统， 其特征在 于， 所述校准模块， 还用于对所述采集模块采集的图像数据进行颜色校准处 理， 包括： 遍历单元， 用于在RGB空间中遍历所述图像数据中的每一图像的每一像素点， 计算点 (Xi,Yj)的像素和： Cij= Rij+Gij+Bij 其中，Cij表示点(Xi,Yj)的像素和； Rij表示点(Xi,Yj)对应红色通道的红色分量； Gij表示 点(Xi,Yj)对应绿色通道的绿色 分量；Bij表示点(Xi,Yj)对应蓝色通道的蓝色 分量； 计算单元， 用于获取所有像素和中的最大像素和 Cm， 得到对应的 Rm,Gm,Bm， 同时， 对所有 点的像素和进行大小排序， 并提 取大小分布结果 所对应预设位置的像素点的 ， 并计算 得到每一图像各像素点的增益系数 Rg,Gg,Bg； 从而得到各像素点的最后RGB值， 进 而完成颜色校准处 理； 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115311592 A 2其中，Rm表示最大像素和所对应点的红色通道的红色分量； Gm表示最大像素和所对应点 的绿色通道的绿色分量； Bm表示最大像素和所对应点的蓝色通道的蓝色分量； 表示所对 应预设位置的像素点的红色分量均值； 表示所对应预设位置的像素点的绿色分量均值； 表示所对应预设位置的像素点的蓝色分量均值； 表示点(Xi,Yj)对应红色通道的最 后红色分量； 表示点(Xi,Yj)对应绿色通道的最后绿色分量； 表示点(Xi,Yj)对应蓝 色通道的最后蓝色分量； Rg表示红色分量对应的增益系数； Gg表示绿色分量对应的增益系 数；Bg表示蓝色 分量对应的增益系数。 3.如权利要求1所述的基于计算机视觉技术的施工现场物料安全评估系统， 其特征在 于， 所述采集模块， 包括： 遥控单元， 用于遥控云台单 元上安装的高清相机的相机 镜头的当前朝向； 云台单元， 用于按照惯性测量单元和电机磁编码器对所述高清相机的相机镜头进行姿 态校准； 图传单元， 用于对朝向调整以及姿态校准后的高清相机的实时监控结果进行传输； 其中， 所述实时监控结果 为采集的施工现场的图像数据。 4.如权利要求1所述的基于计算机视觉技术的施工现场物料安全评估系统， 其特征在 于， 所述校准模块， 包括： 设置单元， 用于在施工现场设置多个定位色块； 第一获取单元， 用于获取包括对应定位色块在内的第一图像， 并将所述第 一图像从RGB 画面转换为HSV 画面； 记录单元， 用于基于所述HSV画面， 获取满足第一预设要求的像素块， 并记录水平方向 上的最大值和 最小值对应的像素块坐标， 确定两者像素块坐标 的平均坐标， 作为多个定位 色块的中心点 坐标， 并记录为原 始坐标； 提醒单元， 用于后续实时监测多个定位色块的后续中心点坐标， 当所述后续中心点坐 标与所述原始坐标的差值信息不满足第二预设要求时， 进行报警提醒， 并对后续中心点坐 标进行校准更新， 进 而实现对高清相机的位置校准； 第二获取单元， 用于按照校准后的高清相机采集的图像数据与预设数据进行对齐处 理， 得到材 料堆放区。 5.如权利要求1所述的基于计算机视觉技术的施工现场物料安全评估系统， 其特征在 于， 所述预训练模块， 包括： 提取单元， 用于将BIM模型中在材料堆放区的预设堆放的各类物料单件依次摆放在材 料堆放区， 对应提取材料堆放区的原始色彩图像以及轮廓坐标为预设颜色材料 的图像， 计 算轮廓范围内的图像复杂度； 复杂度数组获取单元， 用于将材料堆放区中各类物料单件顺时针旋转1 °， 并重复操作 360次， 得到对应类物料的图像复杂度数组 FZU， 且FZU = {Cni,i = 1,2,3,...,360}， 其中， n 为对应类物料在 BIM模型中的编号， i=1， 2， 3 …360， 记对应 类物料的复杂度为 Cn： Cn= Min(FZU)权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115311592 A 3