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基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法及装置制造方法及图纸

技术编号:40157786 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-26 23:32
本发明专利技术公开了一种基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法及装置,涉及坍落度预测领域,该方法包括:获取混凝土搅拌阶段采集到的混凝土表面的原始RGB图像序列和原始深度图像序列,对原始RGB图像序列和原始深度图像序列进行预处理,得到RGB图像序列和深度图像序列;构建基于双模态特征融合的坍落度预测模型并训练,得到经训练的坍落度预测模型;将RGB图像序列中的RGB图像及其对应的深度图像序列中的深度图像输入经训练的坍落度预测模型,得到坍落度的预测值,以解决在混凝土搅拌过程中实时检测坍落度的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及坍落度预测领域,具体涉及一种基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法及装置。


技术介绍

1、混凝土坍落度是评价混凝土流动性的指标之一,用于指导工程的施工进行。目前,混凝土坍落度的检测主要依赖于使用坍落度桶进行人工检测,这种检测方式发生在混凝土生产完成后进行的,具有后发性,这意味着一旦检测出本批次混凝土的坍落度不符合要求,则会造成资源浪费和拖延施工的进行。

2、由于混凝土的原材料含水率波动较大,无法直接通过配方控制混凝土坍落度达到要求,需要定期测量混凝土坍落度以调整配方,因此后发性的人工检测坍落度的方式难以满足实时调整混凝土配方的生产需求,因此需要一种能够在混凝土搅拌过程中实时检测坍落度的方法。


技术实现思路

1、针对上述提到的技术问题。本申请的实施例的目的在于提出了一种基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法及装置,来解决以上
技术介绍
部分提到的技术问题。

2、第一方面,本专利技术提供了一种基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法,包括以下步骤:

3、获取混凝土搅拌阶段采集到的混凝土表面的原始rgb图像序列和原始深度图像序列,对原始rgb图像序列和原始深度图像序列进行预处理,得到rgb图像序列和深度图像序列;

4、构建基于双模态特征融合的坍落度预测模型并训练,得到经训练的坍落度预测模型;

5、将rgb图像序列中的rgb图像及其对应的深度图像序列中的深度图像输入经训练的坍落度预测模型,得到坍落度的预测值。

6、作为优选,坍落度预测模型包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块、平均池化层、展平层和全连接层,rgb图像序列中的rgb图像及其对应的深度图像序列的深度图像进行拼接后输入第一卷积层,通过全连接层输出坍落度的预测值。

7、作为优选,坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块和第四残差模块,第一支路的第一残差模块的输出与第二支路的第一残差模块的输出相加后输入第一支路的第二残差模块,第一支路的第二残差模块的输出与第二支路的第二残差模块的输出相加后输入第一支路的第三残差模块,第一支路的第三残差模块的输出与第二支路的第三残差模块的输出相加后输入第一支路的第四残差模块,第一支路的第四残差模块的输出与第二支路的第四残差模块的输出相加后输入依次连接的平均池化层、展平层和全连接层,rgb图像序列中的rgb图像及其对应的深度图像序列中的深度图像分别输入第一支路的第一卷积层和第二支路的第一卷积层,通过全连接层输出坍落度的预测值。

8、作为优选,坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块、平均池化层和展平层,第一支路的展平层的输出和第二支路的展平层的输出拼接后输入全连接层,rgb图像序列中的rgb图像及其对应的深度图像序列中的深度图像分别输入第一支路的第一卷积层和第二支路的第一卷积层,通过全连接层输出坍落度的预测值。

9、作为优选,第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块分别包括依次连接的3个残差块、依次连接的4个残差块、依次连接的6个残差块和依次连接的3个残差块,每个残差块包括构成残差连接的第二卷积模块和第三卷积模块,第二卷积模块和第三卷积模块均包括依次连接的第二卷积层和relu激活函数层,第一卷积层的卷积核大小为7×7,第二卷积层的卷积核大小为3×3,最大池化层的池化核大小为3×3,平均池化层的池化核大小为1×1。

10、作为优选,对原始rgb图像序列和原始深度图像序列进行预处理,得到rgb图像序列和深度图像序列,具体包括:

11、对原始深度图像序列中的原始深度图像进行噪点去除,得到经处理的原始深度图像序列;

12、对原始rgb图像序列中的原始rgb图像进行亮度提高,得到经处理的原始rgb图像序列;

13、将经处理的原始深度图像序列和经处理的原始rgb图像序列根据对应的搅拌时刻进行对齐,得到对齐后的原始深度图像序列和对齐后的原始rgb图像序列;

14、将对齐后的原始深度图像序列和对齐后的原始rgb图像序列进行时间段截取,得到截取后的原始深度图像序列和截取后的原始rgb图像序列;

15、将截取后的原始深度图像序列和截取后的原始rgb图像序列进行尺寸变换和归一化处理,得到rgb图像序列和深度图像序列。

16、作为优选,时间段截取所对应的图像为混凝土搅拌轴旋转一周的图像。

17、第二方面,本专利技术提供了一种基于rgb图像和深度图像的坍落度预测装置,包括:

18、图像处理模块,被配置为获取混凝土搅拌阶段采集到的混凝土表面的原始rgb图像序列和原始深度图像序列,对原始rgb图像序列中的原始rgb图像和原始深度图像序列中的原始深度图像进行预处理,得到rgb图像序列和深度图像序列;

19、模型构建模块,被配置为构建基于双模态特征融合的坍落度预测模型并训练,得到经训练的坍落度预测模型;

20、执行模块,被配置为将rgb图像序列中的rgb图像及其对应的深度图像序列中的深度图像输入经训练的坍落度预测模型,得到坍落度的预测值。

21、第三方面,本专利技术提供了一种电子设备,包括一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行,使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

22、第四方面,本专利技术提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

23、相比于现有技术,本专利技术具有以下有益效果:

24、(1)本申请提出的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法通过融合rgb图像和深度图像建立坍落度预测模型,无需人工实验测试坍落度,从而实现搅拌过程中实时检测混凝土的坍落度。

25、(2)本申请提出的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法采集的是rgb图像序列和深度图像序列,由于混凝土的流体运动分是横向和纵向的复合运动,能够同时记录搅拌过程中两个方向的运动信息,基于双模态特征融合的坍落度预测模型学习到更多的特征信息,从而建立起rgb图像和深度图像与坍落度值之间的联系,能够有效提高预测的准确度,根据不同的需求可在早期阶段,中期阶段或后期阶段实现特征融合,灵活性更高。

26、(3)本申请提出的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法只需要在搅拌机上安装摄像头便能够实现实时坍落度检测,便于实时调整坍落度以符合工程需要。

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【技术保护点】

1.一种基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块、平均池化层、展平层和全连接层,所述RGB图像序列中的RGB图像及其对应的所述深度图像序列的深度图像进行拼接后输入所述第一卷积层,通过所述全连接层输出所述坍落度的预测值。

3.根据权利要求1所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块和第四残差模块,所述第一支路的第一残差模块的输出与第二支路的第一残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第二残差模块,所述第一支路的第二残差模块的输出与第二支路的第二残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第三残差模块,所述第一支路的第三残差模块的输出与第二支路的第三残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第四残差模块,所述第一支路的第四残差模块的输出与第二支路的第四残差模块的输出相加后输入依次连接的平均池化层、展平层和全连接层,所述RGB图像序列中的RGB图像及其对应的所述深度图像序列中的深度图像分别输入所述第一支路的第一卷积层和第二支路的第一卷积层,通过所述全连接层输出所述坍落度的预测值。

4.根据权利要求1所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块、平均池化层和展平层,所述第一支路的展平层的输出和第二支路的展平层的输出拼接后输入全连接层,所述RGB图像序列中的RGB图像及其对应的所述深度图像序列中的深度图像分别输入所述第一支路的第一卷积层和第二支路的第一卷积层,通过所述全连接层输出所述坍落度的预测值。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块分别包括依次连接的3个残差块、依次连接的4个残差块、依次连接的6个残差块和依次连接的3个残差块,每个残差块包括构成残差连接的第二卷积模块和第三卷积模块,所述第二卷积模块和第三卷积模块均包括依次连接的第二卷积层和Relu激活函数层,所述第一卷积层的卷积核大小为7×7,所述第二卷积层的卷积核大小为3×3,所述最大池化层的池化核大小为3×3,所述平均池化层的池化核大小为1×1。

6.根据权利要求1所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述对所述原始RGB图像序列和原始深度图像序列进行预处理,得到RGB图像序列和深度图像序列,具体包括:

7.根据权利要求6所述的基于RGB图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述时间段截取所对应的图像为混凝土搅拌轴旋转一周的图像。

8.一种基于RGB图像和深度图像的坍落度预测装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块、第四残差模块、平均池化层、展平层和全连接层,所述rgb图像序列中的rgb图像及其对应的所述深度图像序列的深度图像进行拼接后输入所述第一卷积层,通过所述全连接层输出所述坍落度的预测值。

3.根据权利要求1所述的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层、最大池化层、第一残差模块、第二残差模块、第三残差模块和第四残差模块,所述第一支路的第一残差模块的输出与第二支路的第一残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第二残差模块,所述第一支路的第二残差模块的输出与第二支路的第二残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第三残差模块,所述第一支路的第三残差模块的输出与第二支路的第三残差模块的输出相加后输入所述第一支路的第四残差模块,所述第一支路的第四残差模块的输出与第二支路的第四残差模块的输出相加后输入依次连接的平均池化层、展平层和全连接层,所述rgb图像序列中的rgb图像及其对应的所述深度图像序列中的深度图像分别输入所述第一支路的第一卷积层和第二支路的第一卷积层,通过所述全连接层输出所述坍落度的预测值。

4.根据权利要求1所述的基于rgb图像和深度图像的坍落度预测方法,其特征在于,所述坍落度预测模型包括第一支路和第二支路,所述第一支路和第二支路均包括依次连接的第一卷积层...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建红林柏宏黄文景张宝裕黄骁民陈焕森黄伟晴韩明芝
申请(专利权)人:福建南方路面机械股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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