一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统的制作方法

本发明涉及工程远程监理领域，涉及到一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统。

背景技术：

随着国家建筑工程领域改革的逐步深化、建筑工程立法的逐渐完善，工程监理制现已成为我国工程建设领域一项法定的基本制度，监理在工程建设中的地位举足轻重。

目前，现有的道路工程监理管控系统普遍存在一些不足之处，现有的道路工程监理管控系统大多数采用人工监理，通过监理人员对现场的道路施工质量进行检测，这样不符合现在对自动化办公的要求，且造成大量的人力资源的浪费，存在检测数据的准确性和可靠性不高的问题，从而降低了道路工程的质量和安全，同时监理人员难以对道路工程进度进行实时了解，导致无法及时有效的控制工程进度，从而降低了道路工程建设的水平，使得政府投资效益无法充分发挥，为了解决以上问题，现设计一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统，本发明通过采集待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，分析待施工的城市道路区域中各子区域的地况等级，并通过无人机检测已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，筛选获得已施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，对比分析各子区域道路的施工指标是否合格，将施工指标不合格的各子区域编号发送至监理人员的手机号码；同时获取城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积和已施工的城市道路区域花费的时间，计算城市道路区域的预计完工时间，分析该城市道路区域是否能在计划施工时间内完工，并将无法在计划施工时间内完工的通知发送至监理人员的手机号码，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统，包括区域划分模块、图像采集模块、图像处理模块、特征分析模块、参数数据检测模块、参数数据分析模块、体积获取模块、体积分析模块、时间记录模块、分析服务器、远程服务中心和存储数据库；

所述区域划分模块用于将待施工的城市道路区域进行划分，按照道路长度等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照顺序依次进行编号，若干子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待施工的城市道路区域中若干子区域编号发送至存储数据库；

所述图像采集模块用于对待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像进行采集，获取待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，将获取的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像发送图像处理模块；

所述图像处理模块与图像采集模块连接，用于接收图像采集模块发送的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，对接收的各子区域的地况图像进行归一化处理，变化为大小一致且不存在偏角的图像，并对各子区域的地况图像进行图像分割处理和图像增强处理，将处理的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像发送至特征分析模块；

所述特征分析模块与图像处理模块连接，用于接收图像处理模块发送处理的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，对接收的各子区域的地况图像进行特征提取，并提取存储数据库中存储的各等级地况的标准图像特征，将提取的各子区域的地况图像特征与存储的各等级地况的标准图像特征进行对比，统计各子区域的地况图像特征与各等级地况的标准图像特征的相似度，筛选各相似度最大的等级地况的标准图像特征，统计待施工的城市道路区域中各子区域的地况等级，将待施工的城市道路区域内各子区域的地况等级发送至分析服务器；

所述参数数据检测模块用于对已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据进行检测，检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路长度、道路宽度和道路厚度，将检测的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据发送至参数数据分析模块；

所述参数数据分析模块与参数数据检测模块连接，用于接收参数数据检测模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，统计已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，构成已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合wx(w1x,w2x,...,wjx,...,wmx),m≤n，wjx表示为已施工的城市道路区域内第j个子区域的第x个参数数据，x＝a,b,c，a,b,c分别表示为城市道路的长度、宽度和厚度，将已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合分别发送至分析服务器和体积获取模块；

所述分析服务器分别与特征分析模块和参数数据分析模块连接，用于接收特征分析模块发送的待施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，同时接收参数数据分析模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合，筛选获得已施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，提取存储数据库中存储的各等级地况的标准道路施工中各参数数据范围，将接收的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据与对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围进行对比，若某子区域的各参数数据均处于对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围之内，表明该子区域道路的施工指标合格，若某子区域的某参数数据处于对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围之外，表明该子区域道路的施工指标不合格，统计施工指标不合格的各子区域编号，将施工指标不合格的各子区域编号发送至远程服务中心；

所述体积获取模块与参数数据分析模块连接，用于接收参数数据分析模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合，计算城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积，统计城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积，构成各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合f≤m，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4，k1、k2、k3、k4分别表示为一级地况、二级地况、三级地况和四级地况，且fk1+fk2+fk3+fk4＝m，将各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合发送至体积分析模块；

所述体积分析模块与体积获取模块连接，用于接收体积获取模块发送的各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合，计算城市道路区域内已施工的道路总体积，将城市道路区域内已施工的道路总体积发送至分析服务器；

所述时间记录模块用于对已施工的城市道路区域花费的时间进行记录，记录已施工的城市道路区域花费的时间，记为t,将已施工的城市道路区域花费的时间发送至分析服务器；

所述分析服务器分别与体积分析模块和时间记录模块连接，用于接收体积分析模块发送的城市道路区域内已施工的道路总体积，同时接收时间记录模块发送的已施工的城市道路区域花费的时间，提取存储数据库中存储的城市道路施工中地况的施工影响系数，计算城市道路区域的预计完工时间，同时提取存储数据库中存储的该城市道路区域的计划施工时间，将计算的城市道路区域的预计完工时间与该城市道路区域的计划施工时间进行对比，若计算的城市道路区域的预计完工时间小于或等于计划施工时间，表明该城市道路区域能在计划施工时间内完工，若计算的城市道路区域的预计完工时间大于计划施工时间，表明该城市道路区域无法在计划施工时间内完工，则将该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知发送至远程服务中心；

所述远程服务中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的施工指标不合格的各子区域编号和该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知，并通过发送短信的方式将施工指标不合格的各子区域编号和该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知发送至监理人员的手机号码；

所述存储数据库分别与区域划分模块、特征分析模块和分析服务器连接，用于接收区域划分模块发送的待施工的城市道路区域中若干子区域编号，同时存储各等级地况的标准图像特征和各等级地况的标准道路施工中各参数数据范围，并存储城市道路施工中地况的施工影响系数λ，存储该城市道路区域的计划施工时间；

进一步地，所述图像采集模块包括高清摄像头，其中高清摄像头安装在监控无人机上，通过监控无人机巡航在待施工的城市道路区域上方，采集待施工的城市道路区域中各子区域的地况图像；

进一步地，所述各等级地况分别为一级地况、二级地况、三级地况和四级地况，其中地况等级越大，表明该区域内的地况越差；

进一步地，所述参数数据检测模块包括道路长度检测单元、道路宽度检测单元和道路厚度检测单元，所述道路长度检测单元为激光测距仪，安装在监控无人机上，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路长度，所述道路宽度检测单元为激光测距仪，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路宽度，所述道路厚度检测单元为超声波检测仪，安装在监控无人机上，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路厚度；

进一步地，所述城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积计算公式为vj＝wja*wjb*wjc，vj表示为城市道路区域内第j个子区域中已施工的道路体积，wja、wjb、wjc分别表示为已施工的城市道路区域内第j个子区域的道路长度、道路宽度和道路厚度；

进一步地，所述城市道路区域内已施工的道路总体积计算公式为v总表示为城市道路区域内已施工的道路总体积，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4；

进一步地，所述城市道路区域的预计完工时间的计算公式为t′表示为城市道路区域的预计完工时间，λ表示为城市道路施工中地况的施工影响系数，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4，fk表示为第k个等级地况的各子区域的数目，t表示为已施工的城市道路区域花费的时间，n表示为待施工的城市道路区域内各子区域的总数目，m表示为已施工的城市道路区域内各子区域的数目，v总表示为城市道路区域内已施工的道路总体积。

有益效果：

(1)本发明提供的一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统，本发明通过采集待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，分析待施工的城市道路区域中各子区域的地况等级，为后期分析各子区域道路的施工指标提供指导性的参考依据，并通过无人机检测已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，这样不仅符合现在对自动化办公的要求，而且节省了大量的人力资源和成本，提高了检测数据的准确性和可靠性，同时筛选获得已施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，对比分析各子区域道路的施工指标是否合格，将施工指标不合格的各子区域编号发送至监理人员的手机号码，从而提高道路工程的质量和安全；并获取城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积和已施工的城市道路区域花费的时间，为后期计算城市道路区域的预计完工时间提供可靠的参考数据。

(2)本发明通过分析服务器计算城市道路区域的预计完工时间，并分析该城市道路区域是否能在计划施工时间内完工，同时通过远程服务中心将无法在计划施工时间内完工的通知发送至监理人员的手机号码，从而及时有效的控制工程进度，提高道路工程建设的水平，使得政府投资效益充分发挥。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于机器视觉的工程远程监理协同管控系统，包括区域划分模块、图像采集模块、图像处理模块、特征分析模块、参数数据检测模块、参数数据分析模块、体积获取模块、体积分析模块、时间记录模块、分析服务器、远程服务中心和存储数据库。

所述区域划分模块用于将待施工的城市道路区域进行划分，按照道路长度等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照顺序依次进行编号，若干子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待施工的城市道路区域中若干子区域编号发送至存储数据库。

所述图像采集模块包括高清摄像头，其中高清摄像头安装在监控无人机上，用于对待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像进行采集，通过监控无人机巡航在待施工的城市道路区域上方，采集待施工的城市道路区域中各子区域的地况图像，将采集的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像发送图像处理模块；

所述图像处理模块与图像采集模块连接，用于接收图像采集模块发送的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，对接收的各子区域的地况图像进行归一化处理，变化为大小一致且不存在偏角的图像，并对各子区域的地况图像进行图像分割处理和图像增强处理，将处理的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像发送至特征分析模块。

所述特征分析模块与图像处理模块连接，用于接收图像处理模块发送处理的待施工的城市道路区域内各子区域的地况图像，对接收的各子区域的地况图像进行特征提取，并提取存储数据库中存储的各等级地况的标准图像特征，将提取的各子区域的地况图像特征与存储的各等级地况的标准图像特征进行对比，统计各子区域的地况图像特征与各等级地况的标准图像特征的相似度，筛选各相似度最大的等级地况的标准图像特征，统计待施工的城市道路区域中各子区域的地况等级，为后期分析各子区域道路的施工指标提供指导性的参考依据，并将待施工的城市道路区域内各子区域的地况等级发送至分析服务器。

所述参数数据检测模块包括道路长度检测单元、道路宽度检测单元和道路厚度检测单元，用于对已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据进行检测，所述道路长度检测单元为激光测距仪，安装在监控无人机上，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路长度；所述道路宽度检测单元为激光测距仪，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路宽度；所述道路厚度检测单元为超声波检测仪，安装在监控无人机上，用于检测已施工的城市道路区域内各子区域的道路厚度，统计已施工的城市道路区域内各子区域的道路长度、道路宽度和道路厚度，这样不仅符合现在对自动化办公的要求，而且节省了大量的人力资源和成本，提高了检测数据的准确性和可靠性，并将统计的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据发送至参数数据分析模块；

所述参数数据分析模块与参数数据检测模块连接，用于接收参数数据检测模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，统计已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据，构成已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合wx(w1x,w2x,...,wjx,...,wmx),m≤n，wjx表示为已施工的城市道路区域内第j个子区域的第x个参数数据，x＝a,b,c，a,b,c分别表示为城市道路的长度、宽度和厚度，将已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合分别发送至分析服务器和体积获取模块。

所述分析服务器分别与特征分析模块和参数数据分析模块连接，用于接收特征分析模块发送的待施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，同时接收参数数据分析模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合，筛选获得已施工的城市道路区域内各子区域的地况等级，提取存储数据库中存储的各等级地况的标准道路施工中各参数数据范围，将接收的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据与对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围进行对比，若某子区域的各参数数据均处于对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围之内，表明该子区域道路的施工指标合格，若某子区域的某参数数据处于对应等级地况的标准道路施工中对应的参数数据范围之外，表明该子区域道路的施工指标不合格，统计施工指标不合格的各子区域编号，将施工指标不合格的各子区域编号发送至远程服务中心。

所述体积获取模块与参数数据分析模块连接，用于接收参数数据分析模块发送的已施工的城市道路区域内各子区域的各参数数据集合，计算城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积，城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积计算公式为vj＝wja*wjb*wjc，vj表示为城市道路区域内第j个子区域中已施工的道路体积，wja、wjb、wjc分别表示为已施工的城市道路区域内第j个子区域的道路长度、道路宽度和道路厚度，并统计城市道路区域内各子区域中已施工的道路体积，为后期计算城市道路区域的预计完工时间提供可靠的参考数据，构成各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合f≤m，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4，k1、k2、k3、k4分别表示为一级地况、二级地况、三级地况和四级地况，且fk1+fk2+fk3+fk4＝m，将各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合发送至体积分析模块；

所述体积分析模块与体积获取模块连接，用于接收体积获取模块发送的各等级地况的各子区域中已施工的道路体积集合，计算城市道路区域内已施工的道路总体积，城市道路区域内已施工的道路总体积计算公式为v总表示为城市道路区域内已施工的道路总体积，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4，并将城市道路区域内已施工的道路总体积发送至分析服务器。

所述时间记录模块用于对已施工的城市道路区域花费的时间进行记录，记录已施工的城市道路区域花费的时间，记为t,为后期计算城市道路区域的预计完工时间提供可靠的参考数据，并将已施工的城市道路区域花费的时间发送至分析服务器。

所述分析服务器分别与体积分析模块和时间记录模块连接，用于接收体积分析模块发送的城市道路区域内已施工的道路总体积，同时接收时间记录模块发送的已施工的城市道路区域花费的时间，提取存储数据库中存储的城市道路施工中地况的施工影响系数，计算城市道路区域的预计完工时间，城市道路区域的预计完工时间的计算公式为t′表示为城市道路区域的预计完工时间，λ表示为城市道路施工中地况的施工影响系数，表示为第k个等级地况的第r个子区域中已施工的道路体积，k＝k1,k2,k3,k4，fk表示为第k个等级地况的各子区域的数目，t表示为已施工的城市道路区域花费的时间，n表示为待施工的城市道路区域内各子区域的总数目，m表示为已施工的城市道路区域内各子区域的数目，v总表示为城市道路区域内已施工的道路总体积；同时提取存储数据库中存储的该城市道路区域的计划施工时间，将计算的城市道路区域的预计完工时间与该城市道路区域的计划施工时间进行对比，若计算的城市道路区域的预计完工时间小于或等于计划施工时间，表明该城市道路区域能在计划施工时间内完工，若计算的城市道路区域的预计完工时间大于计划施工时间，表明该城市道路区域无法在计划施工时间内完工，则将该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知发送至远程服务中心。

所述远程服务中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的施工指标不合格的各子区域编号和该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知，并通过发送短信的方式将施工指标不合格的各子区域编号和该城市道路区域无法在计划施工时间内完工的通知发送至监理人员的手机号码，从而提高道路工程的质量和安全，并及时有效的控制工程进度，提高道路工程建设的水平，使得政府投资效益充分发挥。

所述存储数据库分别与区域划分模块、特征分析模块和分析服务器连接，用于接收区域划分模块发送的待施工的城市道路区域中若干子区域编号，同时存储各等级地况的标准图像特征和各等级地况的标准道路施工中各参数数据范围，各等级地况分别为一级地况、二级地况、三级地况和四级地况，其中地况等级越大，表明该区域内的地况越差，并存储城市道路施工中地况的施工影响系数λ，存储该城市道路区域的计划施工时间。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。