[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

说明书

本发明涉及一种基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法，采用计算机视觉技术提取施工现场的图像信息，得到设备临近工人的距离以及施工现场的拥挤度，然后将临近距离和拥挤度作为主要影响因素输入到构建好的模糊推理系统中进行推理得到工人的安全等级。本发明能够将工人的安全水平相对准确、及时的映射为精确的数值，解决了复杂施工现场环境下、工人碰撞事故的安全评估问题。

技术领域

本发明涉及建筑施工安全管理领域，特别涉及一种基于计算机视觉和 模糊推理的施工安全评估方法。

背景技术

在造成建筑安全事故的过程中，施工机械和设备造成的人员伤亡数量 占事故总数相当大比例。减少碰撞事故的发生，对提升建筑施工安全管理 水平具有重要意义。如何在施工机械设备活动范围内，系统地管控人机碰 撞事故发生风险，确定应采取的安全管理技术类型，以减少工人与设备间 的碰撞事故发生率，成为当前研究人员关注的焦点。

碰撞事故的发生可归咎于多个物体在同一时刻空间位置的重叠过程， 自动识别施工人员与设备的交互安全等级是一种有助于缓解和预防碰撞 事故发生的有效措施。为了应对建筑施工安全事故多发带来的巨大挑战， 建筑安全管理者和研究人员正在寻求探索更为安全的施工环境的有效方 法。传统的施工现场具有安全管理水平低下，管理范围小，主要依靠安全 管理人员的主观监测，不能全程监控等一系列问题，以至于事故多发。同时，在以往建设项目施工现场碰撞环境识别的工程安全管理过程中，还主 要是依靠安全员的前期主观协调及以往事故的经验分析来降低事故的发 生概率。但是在建设项目的设计规划阶段不可能完全准确的预防项目全生 命周期的各类安全隐患，并且这些数据不能提供全面而足够的信息揭示事 故的危险因素与发生机理，进而起到预防的作用。

如何提供一种高效、低成本、降低人为主观因素干扰的碰撞安全检测方法， 成为当前亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于计算机视觉和模糊推理的 施工安全评估方法，能够将工人的安全水平映射为精确的数值，解决了复 杂施工现场环境下、工人碰撞事故的安全评估问题。

本发明通过如下方案来实现：一种基于计算机视觉和模糊推理的施工 安全评估方法，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。

本发明基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法的进一步改 进在于，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。

本发明基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法的进一步改 进在于，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。

本发明基于计算机视觉和模糊推理的施工安全评估方法的进一步改 进在于，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；