[发明专利]基于显著性目标检测的吊车吊装物体自动跟踪方法

说明书

本发明公开了基于显著性目标检测的吊车吊装物体自动跟踪方法，对被吊装物体进行实时的跟踪，并且根据跟踪的物体大小和高度实时划定警戒范围，以保证吊装工作人员的安全施工，不需要手动的标出要吊装的物体，即不需要提供物体的坐标就可以进行实时跟踪并预警。

技术领域

本发明属于计算机视觉及人工智能技术领域，涉及基于显著性目标检测的吊车吊装物体自动跟踪方法。

背景技术

显著性物体检测，旨在检测自然图像中视觉上最有特色的对象或区域。识别图像的主体的一种图像处理技术，本质是一种分割任务；

单目标跟踪，给定一个目标的坐标，追踪这个目标的位置。模仿生理视觉系统的运动感知功能，通过对摄像头捕获到的图像序列进行分析，计算出运动目标在每一帧图像中的位置；然后，根据运动目标相关的特征值，将图像序列中连续帧的同一运动目标关联起来，得到每帧图像中目标的运动参数以及相邻帧间目标的对应关系，从而得到目标完整的运动轨迹。是计算机视觉中最基本也是最具挑战性的任务之一。

实时预警，吊车施工工人操作不规范以及非工作人员进入警戒区域会带来严重的安全问题，这时就需要高精度，高可靠，高实时性的预警算法来减少安全隐患。本方法的实时预警通过自动跟踪被吊物体，并设置预警范围，在违规操作发生时，进行实时预警。

发明内容

本发明的目的是提供基于显著性目标检测的吊车吊装物体自动跟踪方法，解决了现有吊车施工过程中不能实时跟踪被吊物体以及缺少安全预警的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于显著性目标检测的吊车吊装物体自动跟踪方法，对被吊装物体进行实时的跟踪，并且根据跟踪的物体大小和高度实时划定警戒范围，以保证吊装工作人员的安全施工，不需要手动的标出要吊装的物体，即不需要提供物体的坐标就可以进行实时跟踪并预警，具体按以下步骤实施：

步骤1，吊钩重量检测模块；

步骤2，检测到吊钩重量变化即起吊物体后启动跟踪模块，跟踪模块启动时，读取摄像头获得第一帧图像，同时加载显著目标检测模型和跟踪模型，获得显著目标检测的物体框坐标，然后初始化跟踪模型；

步骤3，进行实时的跟踪，并且划定警戒范围；

步骤4，动态初始化跟踪模块，在吊装物体完全离地后，即吊钩检测的重量变化不大时，此时重新截取一帧图像，识别显著物体，如果自动获取的物体坐标有很大偏差，则重新初始化跟踪模块。

本发明的特点还在于：

其中步骤1中吊钩重量检测具体按以下步骤实施：

步骤1.1，采用定时器每隔3s读取RS485设备，获得当前吊钩的重量信息，如果检测到重量大于某个阈值(本方法为20kg)，并且比上一次检测的重量大，则认为开始吊装物体，则使用子进程启动跟踪模块，并且将该进程放入队列中；

步骤1.2，当步骤1.1检测重量时，如果重量满足要求，但是队列非空，则证明当前正在吊装，则不做任何处理；

步骤1.3，当将步骤1.1检测到的重量小于某个阈值(本方法为20kg)时，则认为一次吊装结束，此时将队列中的进程读出并强制结束即结束本次吊装，重新监测吊钩重量信息；

其中步骤2中构建自动获得被吊物体在第一帧的坐标，并且传给跟踪模块进行初始化具体按以下步骤实施：

步骤2.1，构建基于立体注意力机制的轻量级显著目标识别网络，对第一帧图像进行处理；

步骤2.2，加载轻量级单目标跟踪模型，等待第一帧处理完毕后，将物体的坐标与第一帧图像同时传入单目标跟踪模型中进行初始化；

其中步骤2.1构建显著目标识别网络，以及对第一帧图像进行处理具体按以下步骤实施：