一种基于双目视觉的现场施工监测系统的制作方法

本实用新型适合于电力、化工、建筑等领域的施工现场状态监控，具体地涉及一种基于双目视觉的现场施工监测系统。

背景技术：

电力系统是我国经济建设的重要基础，也是国民生活的重要保障，电力系统安全稳定运行直接决定着国家的经济发展和人民的生活质量。随着经济的不断发展，电力施工现场管理方式也在不断进步。传统的施工现场管理受管理人员的经验技能的影响，缺乏及时监督与监测的能力，对施工现场不符合规范要求的情形以及不确定因素难以实时发现和做出反应，无法完全满足现代施工现场管理的需要，同时现场危险源较多，影响管理人员安全。所以急需创新管理方式，不用或者少用现场管理人员，提高施工现场管理效率，降低人力管理成本，减少管理人员伤害隐患。

利用可视化技术能实时了解施工现场的状况，及时发现不符合规定的施工操作。通过可穿戴设备，使用图像采集技术，对现场的施工环境进行双目摄像，并将图像信息传送到监控中心。经过图像处理算法，得到工程施工中的一些参数，如沟槽宽度、深度和距离等数据。监理人员可通过该系统能够及时发现施工作业的不规范，能够及时发出整改的信号，并给出标准的作业流程以有效地进行校正，从而实现电力工程建设优质项目，确保电力工程的质量和安全。

技术实现要素：

本发明提出一种基于双目视觉的现场施工监测系统，包括双目摄像的穿戴设备、无线传输单元、供电单元、监控中心服务器四个部分组成，其特征在于：所述双目摄像的穿戴设备安装有图像采集设备，用于对施工现场进行图片或视频拍摄；所述无线传输单元用于将现场的视频、图片上传到所述监控中心服务器；所述供电单元用于为所述监测系统提供电能；所述监控中心服务器根据现场传回的视频数据，利用图像处理算法给出所述施工现场数据。

进一步，所述施工现场数据包括沟槽宽度、深度和距离。

进一步，所述双目摄像的穿戴设备可为安全头盔。

进一步，所述安全头盔内部装有电路板，电路板有双目摄像头，周围还嵌入gps模块、视频压缩模块、4g模块及sd存储卡，安全头盔正前部有摄像孔使双目摄像头对准前方，可同时获取现场音、视频信息，自动存储于sd卡中，并经压缩后通过无线传输到监控中心，所述监控中心可通过卫星定位获得具体位置信息及相应音、视频。

进一步，所述监测系统还包括手持终端，其用于安装的图像处理软件对所拍摄图像进行处理、显示，并转发图像和地理定位信息到所述监控中心服务器。

进一步，所述无线传输单元、供电单元、手持终端设置在便携背包中。

进一步，所述供电单元为可充电锂电池。

进一步，双目摄像的穿戴设备配备有两个完全相同的高清摄像头。

进一步，所述摄像头连接wifi图传装置，可以实现手持终端与可穿戴设备的互联，共享视频数据。

进一步，所述监控中心服务器收到前端可穿戴设备发送的视频数据后，在所述监控中心进行视频分析与处理，软件可实现视频实时播放、视频存储、视频检索与回放、测量距离。

进一步，设计手机app，保证拍摄的视频在手机界面(pad界面)和监控中心显示器上步实时显示，并且可直接通过手持终端控制双目镜头的拍摄、停止或抓拍截图。

本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型设计了一种新型的可穿戴设备，在不影响施工人员正常工作的前提下，通过双目镜头对现场情况进行视频信息采集存储，通过4g网络无线通道传输到监控中心。设备携带方便且可移动性强，使用双目视觉技术也可以实现对现场的测距等操作。

(2)对前端传回的视频进行分析处理，并对现场状况实时监控与显示，对已存储的视频按日期或名称检索并回放。监理人员在监控中心即可对各个施工现场状态进行监督与指导，提高了监理人员的管理效率。

(3)减少监理人员的劳动强度，提高工程管理效率和管理水平。

附图说明

图1为实用新型的一种基于双目视觉技术的现场施工监测系统可穿戴设备的图；

图2为本实用新型的一种基于双目视觉技术的现场施工监测系统的软件平台功能框图；

图3是本实用新型的一种基于双目视觉的现场施工监测系统的实施例的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

一种基于双目视觉的现场施工监测系统包括，双目摄像的穿戴设备、无线传输单元、供电单元、监控中心服务器四个部分组成。

双目摄像的穿戴设备(前端)安装有图像采集设备，用于对施工现场的进行图片或视频等的拍摄。无线传输单元用于将现场的视频、图片及数据信息上传到监控中心，如通过连接4g网络或wifi完成。供电单元用于为设备提供电能。施工人员可背挎可充电锂电池，通过usb口为设备供电，拆装简便，可随时更换充电。监控中心服务器根据现场传回的双目视频数据，利用图像处理算法给出如沟槽宽度、深度和距离等数据。监理人员可依据这些数据对施工现场不合理的操作或施工进行预警分析。

图1为本实用新型的一种基于双目视觉技术的现场施工监测系统的可穿戴设备如图1所示，该可穿戴设备分别由装备了图像采集设备的安全头盔和用于携带供电设备及传输设备的双肩背包组成。安全头盔上具有双目视觉摄像机、usb接口。双肩背包包含有工作电池、手持终端。在手持终端内安装图像处理软件，用于对拍摄图像的处理、显示，并转发图像和地理定位信息到监控中心。

安全头盔内部加装有电路板，电路板装有双目摄像头，周围还嵌入gps模块、视频压缩模块、4g模块及sd存储卡，安全头盔正前部有摄像孔使双目摄像头正对前方，可同时获取现场音、视频信息，自动存储于sd卡中，并经压缩后通过4g网络无线传输到监控中心，监控中心可通过卫星定位获得具体位置信息及相应音、视频。

其中，可配备有两个完全相同的高清摄像头，采用4g无线传输视频数据，视频数据在进行网络传输时，进行数据加密，保证数据在网络中传输的安全性。摄像头连接wifi图传装置，可以实现手持终端与可穿戴设备(安全头盔)的互联，共享视频数据。

sd存储卡提供对可视化管理数据(包括视频、音频)的集中存储功能，视频的存储包括按日期和名称的存储。手机播放器或监控中心服务器可以直接对存储内容进行点播。数据进行存储时亦需要进行加密，确保数据存储的安全性。

外接电池及wifi图传装置放在施工人员双肩背包中，背包设计有尼龙背带并具有口袋，便于放置随身设备。

图2示出了本实用新型的一种基于双目视觉技术的现场施工监测系统的软件平台，监控中心服务器收到前端可穿戴设备发送的视频数据后，在后台进行视频分析与处理，软件可实现视频实时播放、视频存储、视频检索与回放、测量距离等功能。

监控中心完成对所有设备的监测、控制及管理。控制中心通过无线4g网络对前端摄像机采集的视频图像进行实时显示和远程回放，对于多个设备拍摄的视频，可在一个界面下实现4、8、16路多窗口显示。对重要图像进行记录存储，通过图像处理软件对图像进行处理，分析是否符合施工要求，若不符合，将发出报警提醒，达到工程管控的目的。

与前端可穿戴设备存储方式不同，将接收到的数据直接存入监控中心的服务器硬盘空间内。

对存入监控中心服务器的视频数据，运用查找或搜索功能，根据存入的时间或视频名称等信息，对所需视频进行检索。设置有“打开”功能，对检索到的视频可直接打开进行回放观看。

利用图像处理算法对双目图像进行去噪和去畸变处理，对去畸变后的图像进行图像匹配，得出精确视差，利用摄像机成像模型的得到空间点的三维坐标，通过三维坐标距离公式得到图像上任意两点的实际距离，并在软件界面上清楚显示。

图3是本实用新型的一种基于双目视觉的现场施工监测系统的一种实施例的框图。可穿戴设备主要是用于双目图像采集与处理，软件平台中可完成双镜头视频视差估计、手持终端(pad或手机)可用于监控现场视频图像。通过4g网络无线传输视频到后台监控中心，由设计的软件实现包括图像存储、图像显示、回放、查询(检索，按日期，名称)，测量距离(任意指定两点之间的距离)等功能。

设计的手机app，保证拍摄的视频在手机界面(pad界面)和监控中心显示器上同步实时显示，并且可直接通过手持终端控制双目镜头的拍摄、停止或抓拍截图。