[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

说明书

本发明公开了一种基于BIM与计算机视觉的铺砖进度信息自动收集方法，首先采集大量清晰的瓷砖图像，构建瓷砖图片数据库，随后采用LBP特征提取算法提取瓷砖图像的特征向量并训练SVM模型，把待检测图片放入SVM模型中进行分类并使用多尺度检测方法识别瓷砖，再通过Canny边缘检测算法与Hough变换算法获取瓷砖边界，结合本发明提出的累计投票算法，判断出瓷砖相对于边界线段的方位，最后，通过相机标定与BIM中室内坐标信息的提取，求解出图像中的真实坐标，进而计算出室内铺砖进度；本发明将工程施工进度与BIM、机器学习和计算机视觉技术相结合，能实时计算出室内铺砖进度，有效节省人力物力。

技术领域

本发明涉及BIM、计算机视觉和机器学习技术领域，具体涉及一种基于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。

背景技术

进度控制一直是建设工程项目管理的重要目标之一。卓有成效的进度控制很大程度上依赖于管理者及时、正确的决策，而准确、及时且直观的施工现场进度信息则是管理者决策成功的关键因素。大部分建设项目仍采用传统的人工检查的方式了解施工现场的实际进度，这种方式不仅浪费人力、耗费时间，且过于依赖工人经验，易出错，信息反馈不及时，进度情况也只是以表格和文字的形式，不利于管理者的决策。

近几年，廉价和高分辨率的手机、数码相机和其他图像拍摄设备的普及使得高清晰度图像的获取变得极为简单。图像中像素的R、G、B三个颜色通道的数值及各像素之间的色彩关系存储了大量的信息，逐渐成熟的计算机视觉算法不仅能够读取、改变及重新保存这些信息，更能借助如今大热的人工智能与机器学习算法对这些信息进行分析、学习和识别。也即是说，计算机视觉技术能够模仿甚至代替人，对图像中的场景作为判断，再考虑到低成本的内存以及不断增加的带宽容量，利用图像获取设备、计算机视觉技术和网络传输的施工现场信息自动化收集方式成为了可能。

BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling)是设施物理和功能特性的数字表达，是一个共享的知识资源。它起源于上世纪70年代的美国，旨在提供一个服务于建设项目全生命周期的信息模型，该模型不仅具有建筑物的功能特性、几何信息及构件的几何、材质、功能属性，同时还集合了项目的成本、进度和安全等信息。目前，我国通过应用BIM技术，已有大量建设项目成功地实现了设计方案三维可视化、设计错误检测、4D施工模拟和施工现场信息集成等。然而，BIM所能为建筑业提供的科技革新力远不止如此，BIM的信息化理念使得它能够与其他各学科结合，如BIM与GIS的结合应用于建筑材料的运输、BIM与计算机语义识别技术结合应用于建筑的合规检测以及BIM与计算机视觉相结合应用于施工现场的进度、安全管理等。

当前关于施工现场智能化管理的相关方法主要集中于信息管理和进出管理等方面，在智能监控工人铺砖进度及劳动分析中存在很大的空缺。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种基于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，将工程施工进度与BIM、机器学习和计算机视觉技术相结合，能实时计算出室内铺砖进度，有效节省人力物力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

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，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；