一種施工危險智能預警方法與流程

本發明涉及數據處理，尤其涉及一種施工危險智能預警方法。

背景技術：

1、建筑業的快速發展帶來了高風險性和事故多發性，施工現場密集的人員流動、復雜的交叉作業環節等因素導致建筑工程安全事故頻發。其中，近距離的危險區域侵入事故，例如工人與設備或設備之間的碰撞是事故的主要類型。特別是，當工人與移動機械處于同一施工空間時，由于工作軌跡交叉導致的人機碰撞是導致這類事故發生的重要原因。工人對附近機械的無意視盲或機械駕駛員的觀察疏忽往往會造成預定軌跡不同的施工主體出現工作軌跡的重合，引發危險侵入，導致安全事故的發生。準確監管工人與移動施工機械的交互狀態，并及時預警施工機械危險區域的侵入風險，對于減少現場安全事故至關重要。但是，傳統的人工檢查方法過于片面和低效，現有的傳感器監測手段需要高額的成本，現場應用效果不佳。

2、由吳晗、韓豫發表的基于深度學習與深度估計的施工機械危險區域侵入智能預警方法一文中，公開了由現場工人與施工機械圖像數據集、目標檢測網絡和深度估計網絡3個部分組成的方法，其通過算法優化兼顧檢測精度、檢測速度和運行成本?，實現施工機械危險區域侵入事件的動態識別與風險預警，以期提高安全事故早期防范效率，保障工人的作業安全。但是上述方法中，并未考慮到相機隨著施工機械運動過程中會產生抖動，從而使基于相機拍攝的圖像得到的工人的空間坐標和施工機械的空間坐標不準確，導致風險判斷不精準；同時也未考慮工人和施工機械的移動速度對風險判斷的影響，也會導致風險判斷的不精準。

3、因此，亟需提供一種施工危險智能預警方法，相對于現有技術，實現更加精準的施工危險預警。

技術實現思路

1、本發明解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種施工危險智能預警方法。

2、為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

3、一種施工危險智能預警方法，包括以下步驟：

4、s1、通過相機獲取設定時間內的視頻數據，視頻數據包括多幀圖片；

5、s2、識別視頻數據中每一幀圖片中的感興趣區域，包括第一感興趣區域和第二感興趣區域，輸出每一幀圖片的第一像素坐標、第二像素坐標、卷積偏移量；

6、s3、根據s2步驟得到的每一幀圖片的第一像素坐標、第二像素坐標、卷積偏移量，得到每一幀圖片的第一世界修正坐標和第二世界修正坐標，從而計算得到施工工人的世界坐標和施工機械的世界坐標，最后得到施工工人和施工機械的距離值；

7、s4、根據s3步驟獲取的第一世界修正坐標和第二世界修正坐標，得到施工工人的移動速度和施工機械的移動速度；

8、s5、根據施工工人和施工機械的距離值、施工工人的移動速度、施工機械的移動速度，進行危險預警評價。

9、進一步地，施工工人的世界坐標是通過每一幀圖片的第一世界修正坐標得到的，第i個第一世界修正坐標通過下式計算得出：

10、；

11、；

12、；

13、；

14、上式中，表示第i個第一修正世界坐標，表示沿x方向的坐標值，表示沿y方向的坐標值，表示沿z方向的坐標值，、、分別表示第i個第一世界坐標沿x方向、y方向、z方向的坐標值；表示修正權重，表示第一修正值。

15、更進一步地，施工機械的世界坐標是通過每一幀圖片的第二世界修正坐標得到的，第i個第二世界修正坐標通過下式計算得出：

16、；

17、；

18、；

19、；

20、上式中，表示第i個第二修正世界坐標，表示沿x方向的坐標值，表示沿y方向的坐標值，表示沿z方向的坐標值，表示第二修正值，、、分別表示第i個第二世界坐標沿x方向、y方向、z方向的坐標值。

21、更進一步地，、、通過下式計算得出：

22、；

23、；

24、；

25、上式中，表示常數，、分別為第一個第一像素坐標的橫坐標和縱坐標，、分別為第n個第一像素坐標的橫坐標值和縱坐標值，、分別為第一個第二像素坐標的橫坐標值和縱坐標值，、分別為第n個第二像素坐標的橫坐標值和縱坐標值；表示第i幀圖片的卷積偏移量。

26、更進一步地，第i個第一世界坐標是使用monodepth2單目深度估計網絡對第i個第一像素坐標進行轉化得到的，第i個第二世界坐標是使用monodepth2單目深度估計網絡對第i個第二像素坐標進行轉化得到的。

27、更進一步地，施工工人的世界坐標、施工機械的世界坐標，具體通過下式計算得出：

28、；

29、；

30、；

31、；

32、；

33、；

34、；

35、；

36、上式中，表示施工工人的世界坐標，、、分別表示沿x、y、z方向的坐標值，表示施工機械的世界坐標，、、分別表示沿x、y、z方向的坐標值。

37、更進一步地，施工工人和施工機械的距離值通過下式計算得出：

38、；

39、上式中，表示施工工人和施工機械的距離值。

40、進一步地，施工工人的移動速度以及施工機械的移動速度，具體通過下式計算得出：

41、；

42、；

43、；

44、；

45、；

46、；

47、上式中，表示第個第一世界修正坐標與第i個第一世界修正坐標之間的距離，表示第j個第一速度，表示一幀的頻率，表示施工工人的移動速度；、、分別表示第個第一世界修正坐標沿x、y、z方向的坐標值；表示第個第二世界修正坐標與第i個第二世界修正坐標之間的距離，表示第j個第二速度，表示施工機械的移動速度，、、分別表示第個第二世界修正坐標沿x、y、z方向的坐標值。

48、更進一步地，s5步驟中進行危險預警評價的具體方法為：設置速度設定值為v、施工機械的回轉半徑為a和施工機械的盲區距離為b，取a和b之間最大的數值設為c，取a和b之間最小的數值設為d；

49、（1）時，根據以下內容進行危險預警評價：

50、當c時，判斷為高危狀態；

51、當時，判斷為中危狀態；

52、當時，判斷為低危狀態；

53、當時，判斷為安全狀態；

54、（2）時，根據以下內容進行危險預警評價：

55、當d時，判斷為高危狀態；

56、當時，判斷為中危狀態；

57、當時，判斷為低危狀態；

58、當時，判斷為安全狀態。

59、更進一步地，個形成第一速度數據集，記作，個形成第二速度數據集，記作；速度設定值通過下式計算得出：

60、；

61、上式中，、分別表示第一速度數據集中最大的第一速度和最小的第一速度，、分別表示第二速度數據集中最大的第二速度和最小的第二速度。

62、與現有技術相比，本發明的有益效果為：

63、本發明通過考慮到相機在施工機械運動過程中會產生抖動，從而計算得到第一修正值和第二修正值對施工工人的世界坐標和施工機械的世界坐標進行修正，同時還考慮到每一幀圖片的卷積偏移量不同，基于每一幀圖片的卷積偏移量設置每一幀圖片的修正權重，對所計算的施工工人的世界坐標和施工機械的世界坐標進行修正，得到更加準確的世界坐標，同時基于修正后的第一世界修正坐標、第二世界修正坐標進行施工工人速度、施工機械速度的計算，在施工危險智能預警時，同時考慮施工工人的移動速度、施工機械的移動速度、施工工人和施工機械的距離值這三個方面的影響，提高了危險預警的精準度。