[发明专利]一种基于BIM与计算机视觉的铺砖进度信息自动收集方法

权利要求书

1.一种基于BIM与计算机视觉的铺砖进度信息自动收集方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集瓷砖图像，建立数据库并提取特征，训练分类器并识别出施工现场室内瓷砖图像；

步骤2、通过计算机视觉的Canny边缘检测算法获取瓷砖目标边界轮廓，并通过Hough变换算法将瓷砖边缘以直线的形式提取出来；

步骤3、结合步骤1目标识别的结果，提出目标方向判定的累计投票算法来确定瓷砖所处的方位；

步骤4、进行相机标定，获取多个视场即标定板下的标定图像；获取每张标定图像中三组以上具有已知图像像素坐标和其对应真实世界坐标的点，实现棋盘格坐标系向相机坐标系转换，使原点转移到了相机的投影中心；

步骤5、使用Autodesk Revit建模软件中的族编辑器自定义一个相机族作为通过Revit并依据图纸建立的建筑三维模型中虚拟的相机，该相机族通过参数化建模储存了：1)相机相对室内空间的坐标(X,Y,Z)；以及2)通过步骤4相机标定获取的4个相机内参和5个相机畸变系数，模型以小型球体显示。该相机族模型能够存储坐标信息，并以此获取相机与整个室内空间的相对位置，并计算铺砖工作进度；

步骤6、采用Autodesk公司的BIM360Glue平台，进行云端进度可视化。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM与计算机视觉的铺砖进度信息自动收集方法，其特征在于，所述步骤1中包括以下步骤：

步骤11、到各施工现场采集室内瓷砖表面的图像数据，建立一个新的瓷砖图像数据库；

步骤12、进行LBP特征提取，获取描述瓷砖整体的特征向量；

步骤13、将提取到的瓷砖LBP特征输入至SVM分类器进行学习，利用训练好的分类器对新输入的数据进行分类；

步骤14、应用多尺度检测算法对目标进行识别，按设定的比例不断的缩小图像，形成无数的子图像，构成一个图像金字塔；利用活动窗口遍历各子图像，找到与分类器要求相匹配的窗口位置，用矩形标记记录其所处位置，等比例的返回原图像中，并用矩形颜色框选出来。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM与计算机视觉技术的室内铺砖进度信息自动收集及可视化方法，其特征在于，所述步骤3中包括以下步骤：

步骤31、以步骤14中多尺度检测后识别出的所有单块瓷砖的矩形区域中心为计算点，根据矩形框BoundingBox的四个角点的像素坐标(x1,y1；x2,y2；x3,y3；x4,y4),计算矩形区域中心向每一条步骤2中通过Canny边缘检测算法提取出的线段做垂线，并计算计算点到该线段的垂直距离，找出离该计算点最近的线段K，若垂足在线段内，进入步骤32；若垂足落在线段外，则进入步骤33；

步骤32、分别创建从线段K起点指向直线终点的向量A和从该直线起点指向计算点的向量B，若A×B＜0，则点位于直线右侧，程序向右侧累计器投票，即valRight＝valRight+1；若A×B＞0，则点位于直线左侧，程序向左侧累计器投票，即valLeft＝valLeft+1；进入步骤34，变量valRight、valLeft分别代表位于直线右和左侧的计算点的累加和；

步骤33、分别创建从线段K起点指向直线终点的向量A和从第一条直线起点指向计算点的向量B，若A×B＞0，则点位于直线右侧，程序向右侧累计器投票，即valRight＝valRight+1；若A×B＜0，则点位于直线左侧，程序向左侧累计器投票，即valLeft＝valLeft+1；进入步骤34；

步骤34、最后，根据累加和，若valRight＞valLeft，则认为目标构件即所有已铺设瓷砖位于步骤2中边缘检测后的连续多段线右侧，反之位于左侧。