[发明专利]基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，包括步骤：

获取包含施工场景的图片，利用图像识别模型识别图片中的工人和设备；

获取图片中的工人和设备的数量并确定拥挤值；

计算图片中待评估工人至每个设备的像素距离；

利用像素距离和真实三维空间距离转换模型测算出待评估工人至每个设备的实际距离，并将所述实际距离中的最近距离作为临近距离；

建立一个双输入单输出的模糊推理系统，以定义隶属函数的形式描述接近度、拥挤度和安全水平，设计综合反应所述接近度和所述拥挤度相互作用下的工人安全水平的安全规则，并建立规则库；

将所述临近距离和所述拥挤值输入至所述模糊推理系统中，从所述规则库中找到匹配的安全规则，并将相应的安全水平作为待评估工人的安全评估结果输出。

2.如权利要求1所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，在定义隶属函数时，使用梯形函数作为输入隶属函数，使用三角形函数作为输出隶属函数。

3.如权利要求1所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，在以定义隶属函数的形式描述接近度、拥挤度时，定义远、中、近、很近描述所述接近度，定义很拥挤、拥挤、正常、疏松描述所述拥挤度。

4.如权利要求1所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，在利用图像识别模型识别图片中的工人和设备之前，先对所述图像识别模型进行训练和测试，步骤如下：

采集多张带有工人和设备的施工图片作为模型的训练测试集；

使用图形图像注释工具对所述施工图片进行注释，标注工人为正样本，标注设备为负样本，并将注释结果保存为文件；

对所述训练测试集进行训练和对象检测，直至识别并框选出所有工人和设备为止。

5.如权利要求1所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，计算图片中待评估工人至每个设备的像素距离的步骤包括：

获取识别选框左上角和右下角的像素坐标来计算识别选框的中心像素，以所述中心像素代表所述识别选框所对应的工人或设备的质心像素，计算所述待评估工人的质心像素至每个设备的质心像素的距离。

6.如权利要求1所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，所述像素距离和真实三维空间距离转换模型是根据小孔成像三角测量原理建立的倾角摄像机标定模型，所述倾角摄像机标定模型包括相机坐标系、世界坐标系和成像平面坐标系；

在利用像素距离和真实三维空间距离转换模型测算出待评估工人至每个设备的实际距离的步骤包括：

通过相机内部参数标定，将所述图像识别模型的像素坐标系转换为所述成像平面坐标系；

将所述成像平面坐标系向所述相机坐标系刚体转换；

通过相机外部参数标定，将所述相机坐标系转换为所述世界坐标系，得到所述像素坐标系与所述世界坐标系的转换关系；

利用所述像素距离和所述转换关系测算出所述实际距离。

7.如权利要求6所述的基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，其特征在于，使用张正友相机标定法进行所述相机内部参数标定和所述相机外部参数标定。