混凝土平仓分析方法及装置与流程

1.本发明涉及混凝土平仓技术领域，具体地，涉及一种混凝土平仓分析方法及装置。


背景技术：

2.混凝土平仓摊铺是混凝土浇筑的关键工艺，平仓可以使混凝土铺设均匀，分层清楚，无骨料集中现象，是后续振捣工序实施效果的重要影响因素。混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓，“以振捣代替平仓”即卸料后不使用平仓机平仓，而直接用振捣机振捣直至料堆液化流动摊平的现象。
3.目前，施工现场平仓质量控制是通过现场指挥或者对讲机指挥的方式来保证混凝土浇筑区域的全覆盖，有较高的人力成本，同时在施工过程中经常出现误报情况；有学者提出了改进后的施工现场平仓质量控制，如在平仓机上安装传感器用于获取平仓时间、位置等，一般要求对现有机械进行改造，成本较高。且平仓机的位置不能完全代表平仓施工的工作范围，因此会与实际施工过程中的平仓范围有一定偏差。


技术实现要素：

4.本发明实施例的主要目的在于提供一种混凝土平仓分析方法及装置，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种混凝土平仓分析方法，包括：
6.采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果；
7.根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比；
8.基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
9.本发明实施例还提供一种混凝土平仓分析装置，包括：
10.识别模块，用于采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果；
11.目标区域面积比确定模块，用于根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比；
12.预警模块，用于基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
13.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的混凝土平仓分析方法
的步骤。
14.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的混凝土平仓分析方法的步骤。
15.本发明实施例的混凝土平仓分析方法及装置先将施工区域图像数据输入目标检测模型中得到识别区域和平仓机识别结果，再根据识别区域确定目标区域面积比以根据目标区域面积比与基于平仓机识别结果获取的预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中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。
17.图1是本发明实施例中混凝土平仓分析方法的流程图；
18.图2是本发明另一实施例中混凝土平仓分析方法的流程图；
19.图3是本发明实施例中s102的流程图；
20.图4是本发明实施例中目标检测模型的创建、应用流程图；
21.图5是本发明实施例中混凝土平仓分析装置的结构框图；
22.图6是本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
23.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
25.鉴于现有技术需要较高的人力成本且存在误报问题，本发明实施例提供一种混凝土平仓分析方法，通过目标检测模型对平仓进度进行实时监控，避免因施工过快、各个环节过于紧密而导致的少部分区域平仓不充分甚至未平仓的问题发生。以下结合附图对本发明进行详细说明。
26.本发明提及的关键术语定义如下：
27.目标检测：目标检测，也叫目标提取，是一种基于目标几何和统计特征的图像分割方法。
28.混凝土平仓：将卸入浇筑仓内的混凝土拌和物按一定厚度铺平的工序。
29.混凝土平仓机：在浇筑仓内对混凝土拌和物进行推平作业的机械。
30.图1是本发明实施例中混凝土平仓分析方法的流程图。图2是本发明另一实施例中
混凝土平仓分析方法的流程图。如图1
‑
图2所示，混凝土平仓分析方法包括：
31.s101：采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果。
32.其中，可以通过摄像机采集施工区域图像数据，密实混凝土为振捣密实混凝土。
33.s102：根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比。
34.当施工现场存在钢筋时，由于平仓机体积较大，钢筋下方无法进行新拌混凝土的推平，因此应考虑钢筋对目标区域面积比的影响。图3是本发明实施例中s102的流程图。如图3所示，s102包括：
35.s201：根据钢筋识别区域确定钢筋长度数据。
36.s202：根据钢筋长度数据和预设的施工区域宽度确定钢筋占据区域。
37.其中，钢筋占据区域为钢筋长度数据与预设的施工区域宽度的积。
38.s203：根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和钢筋占据区域确定目标区域面积比。
39.具体实施时，可以根据如下公式确定目标区域面积比：
40.z＝a/(a b
‑
c)；
41.其中，z为目标区域面积比，a为新拌混凝土识别区域，b为密实混凝土识别区域，c为钢筋占据区域。
42.s103：基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
43.当未识别出混凝土平仓机时，说明平仓施工结束，此时获取预设比例阈值i(i可以为0.9)。当目标区域面积比大于预设比例阈值时，表明新拌混凝土区域(平仓区域)满足平仓要求，平仓充分，可提示结束该区域的平仓。当目标区域面积比小于或等于预设比例阈值时，表明新拌混凝土区域(平仓区域)不满足平仓要求，此时输出平仓结果预警信息。
44.图1所示的混凝土平仓分析方法的执行主体可以为计算机。由图1所示的流程可知，本发明实施例的混凝土平仓分析方法先将施工区域图像数据输入目标检测模型中得到识别区域和平仓机识别结果，再根据识别区域确定目标区域面积比以根据目标区域面积比与基于平仓机识别结果获取的预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
45.一实施例中，还包括：基于平仓机识别结果获取历史区域面积比，根据历史区域面积比和目标区域面积比构建面积比时间曲线；根据面积比时间曲线输出平仓施工预警信息。
46.其中，历史区域面积比为历史时间的目标区域面积比。当识别出混凝土平仓机时，说明平仓尚未完成，此时获取历史区域面积比，根据历史区域面积比和目标区域面积比构建面积比时间曲线。当面积比时间曲线在预设时间内为水平曲线时，表明在该段时间内的区域面积比不再产生变化，平仓机运行效率过低，输出平仓施工预警信息。
47.图4是本发明实施例中目标检测模型的创建、应用流程图。如图4所示，基于标注图
像数据创建目标检测模型包括：
48.将标注图像数据划分为训练集和验证集；根据训练集训练预设的初始目标检测模型，得到多个目标检测训练模型；根据验证集验证多个目标检测训练模型，根据各目标检测训练模型的验证结果从多个目标检测训练模型中选择目标检测模型。
49.如图4所示，具体实施时，数据获取和存储主要有两方面的作用：一是获取混凝土平仓施工过程中的图像数据，并通过标注软件将图像数据中想要识别的区域框出并标注所属类别(包括新拌混凝土、密实混凝土、钢筋和平仓机)，用于构建训练集和验证集以进行模型训练；二是在模型创建完成后获取混凝土平仓施工过程中的实时图像数据(施工区域图像数据)用于活动识别和反馈。模型训练模块是机器学习系统所独有的，这一模块通过学习历史数据建立不同的能力并进行运用，可以节省大量的人力资源。工程应用是整个系统的需求来源，是数据获取和存储和模型训练模块服务的对象。
50.本发明实施例的具体流程如下：
51.1、将标注图像数据划分为训练集和验证集，根据训练集训练预设的初始目标检测模型，得到多个目标检测训练模型。
52.2、根据验证集验证多个目标检测训练模型，根据各目标检测训练模型的验证结果从多个目标检测训练模型中选择目标检测模型。
53.3、采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果。
54.4、根据钢筋识别区域确定钢筋长度数据，根据钢筋长度数据和预设的施工区域宽度确定钢筋占据区域。
55.5、根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和钢筋占据区域确定目标区域面积比。
56.6、当识别出平仓机时，获取历史区域面积比，根据历史区域面积比和目标区域面积比构建面积比时间曲线以输出平仓施工预警信息。
57.7、当未识别出平仓机时，获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
58.综上所述，本发明实施例提供的混凝土平仓分析方法具有以下有益效果：
59.(1)在平仓机运行效率过低时进行实时预警，可提高平仓施工效率；
60.(2)避免了由于现场工人疲劳、疏忽、不负责任等原因导致的错误指挥，造成平仓区域未完全覆盖的技术问题；
61.(3)无需对平仓机高精度定位，更加适应水利工程施工场所；
62.(4)不需要复杂的设定操作、不需要购买其他传感器设备，简单可靠，在混凝土浇筑施工等领域具有一定的应用价值。
63.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种混凝土平仓分析装置，由于该方法解决问题的原理与混凝土平仓分析方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
64.图5是本发明实施例中混凝土平仓分析装置的结构框图。如图5所示，混凝土平仓分析装置包括：
65.识别模块，用于采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像
数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果；
66.目标区域面积比确定模块，用于根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比；
67.预警模块，用于基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
68.在其中一种实施例中，还包括：
69.曲线构建模块，用于基于平仓机识别结果获取历史区域面积比，根据历史区域面积比和目标区域面积比构建面积比时间曲线；
70.预警模块还用于：根据面积比时间曲线输出平仓施工预警信息。
71.在其中一种实施例中，目标区域面积比确定模块包括：
72.钢筋长度单元，用于根据钢筋识别区域确定钢筋长度数据；
73.钢筋占据区域单元，用于根据钢筋长度数据和预设的施工区域宽度确定钢筋占据区域；
74.目标区域面积比确定单元，用于根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和钢筋占据区域确定目标区域面积比。
75.在其中一种实施例中，还包括：目标检测模型创建模块，用于：
76.将标注图像数据划分为训练集和验证集；
77.根据训练集训练预设的初始目标检测模型，得到多个目标检测训练模型；
78.根据验证集验证多个目标检测训练模型，根据各目标检测训练模型的验证结果从多个目标检测训练模型中选择目标检测模型。
79.综上，本发明实施例的混凝土平仓分析装置先将施工区域图像数据输入目标检测模型中得到识别区域和平仓机识别结果，再根据识别区域确定目标区域面积比以根据目标区域面积比与基于平仓机识别结果获取的预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
80.本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的混凝土平仓分析方法中全部步骤的一种计算机设备的具体实施方式。图6是本发明实施例中计算机设备的结构框图，参见图6，所述计算机设备具体包括如下内容：
81.处理器(processor)601和存储器(memory)602。
82.所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的混凝土平仓分析方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
83.采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果；
84.根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比；
85.基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的
比较结果输出平仓结果预警信息。
86.综上，本发明实施例的计算机设备先将施工区域图像数据输入目标检测模型中得到识别区域和平仓机识别结果，再根据识别区域确定目标区域面积比以根据目标区域面积比与基于平仓机识别结果获取的预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
87.本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的混凝土平仓分析方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的混凝土平仓分析方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
88.采集施工区域图像数据，将施工区域图像数据输入基于标注图像数据创建的目标检测模型中，得到新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域、钢筋识别区域和平仓机识别结果；
89.根据新拌混凝土识别区域、密实混凝土识别区域和钢筋识别区域确定目标区域面积比；
90.基于平仓机识别结果获取预设比例阈值，根据目标区域面积比与预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息。
91.综上，本发明实施例的计算机可读存储介质先将施工区域图像数据输入目标检测模型中得到识别区域和平仓机识别结果，再根据识别区域确定目标区域面积比以根据目标区域面积比与基于平仓机识别结果获取的预设比例阈值的比较结果输出平仓结果预警信息，可以在不依赖高精度定位平仓机的前提下进行平仓进度控制，在控制成本的同时提高了平仓控制的准确性，更加适应水利工程施工场所。
92.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
93.本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
94.本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(asic)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类
似的配置来实现。
95.本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于asic中，asic可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
96.在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于ram、rom、eeprom、cd
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rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、dvd、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。