[发明专利]基于计算机视觉的自动提取施工工作面图像的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的自动提取施工工作面图像的系统及方法，针对现有的施工工作面图像提取方法的数据传输量大，传输时间长的低时效问题，通过客户端将采集的施工工作面图像进行压缩后传输给计算服务器，可节省数据传输量，提高数据传输效率；利用计算服务器的高性能计算资源可高效完成对图像进行三维建模、工作面区域及兴趣区域的提取等操作，继而只将图像的兴趣区域的提取信息及外方位元素传回至客户端，客户端根据该信息在原图上抽取兴趣区域并获取相应的视图后传输至服务端，通过以上对图像数据的处理，省去了将大量原图上传服务器的网络传输压力，降低了带宽需求，从而提升对施工工作面图像的提取时效。

技术领域

本发明属于建筑工地图像处理的技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的自动提取施工工作面图像的系统及方法。

背景技术

施工进度监控是建设工程管理中的重要环节，对于保障项目目标的实现有重要意义。计算机视觉技术在施工进度监控中在不断发挥作用，利用施工现场图像可以进行现场三维场景建模，进而实现工地进度状态的采集。与此同时，施工现场主要工作面的图像，可以很好的呈现现场具体的施工状态，也是管理者希望得到、并能够方便查看的资料。

在已有的技术方法中，施工工作面图像可以通过一定算法进行提取(参见中国发明专利申请书，申请号202110693418.5)，但是该类方法需要较高的计算资源，对于地点分散的多项目管理情景而言，需要利用云端服务器进行计算。那么，此时就出现需要将大批高清图片上传至服务器的过程。对于大型工地，每次采集的图像数据量高达数GB大小。由于网络覆盖等问题(远郊施工区往往没有4G移动网络覆盖)，在项目初期可能仍需依赖4G网络完成计算过程的数据传输，此时数据传输往往需花费几十分钟，甚至一、两小时，这种低时效性严重影响了该技术的推广和实际应用。

另外，即便施工现场可实现5G网络的利用和数据高速传输，若能开发一种降低网络带宽需求的方法，也将提高整个计算过程的时效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于计算机视觉的自动提取施工工作面图像的系统及方法，利用网络计算服务器的高性能计算资源，同时降低了带宽需求。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种基于计算机视觉的自动提取施工工作面图像的系统，包括：

图像采集设备，用于采集施工工作面图像；所述图像包括内方位元素；

客户端，接收所述图像采集设备发送的图像原图，将图像原图按预设比例进行压缩，得到压缩图像发送至计算服务器；

计算服务器，对压缩图像进行空三解算及三维模型重建，确定各图像的外方位元素；并结合工程设计信息，提取图像中的当前工作面位置，作为目标区域；提取目标区域的优选图像及其在压缩图像中的兴趣区域，将兴趣区域转化为图像原图的兴趣区域信息，将所述图像原图的兴趣区域信息及内、外方位元素发送至客户端；

所述客户端根据图像原图的存储地址和编号，结合内、外方位元素，在图像原图上抽取兴趣区域图像并传输至计算服务器；

所述计算服务器将图像原图的兴趣区域与目标区域的位置相关联，生成图文关联信息，供用户获取。

根据本发明一实施例，所述计算服务器利用图像的内、外方位元素，通过投影公式：x＝PX，计算兴趣区域在图像上的投影位置，得到压缩图像的兴趣区域提取信息；其中，x为图像坐标，X为世界坐标系中的点位三维坐标，P为投影矩阵。

根据本发明一实施例，所述图像采集设备为搭载RTK定位装置和高清数码相机的无人机。

根据本发明一实施例，所述图像采集设备存储有根据施工地监控需求预设的飞行任务相关指令或通过指令上注的方式接收飞行任务相关指令。

根据本发明一实施例，所述客户端在图像原图上抽取兴趣区域图像的同时，获取所述兴趣区域的指定角度视图。