[發明專利]基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法及系統

在審

• 申請號: 202210184117.4
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114536529A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 溫利軍;田華;李大平;牛子飏;肖子沫;諶紅杰;稂洪波;趙慶祥
• 申請（專利權）人: 中國建筑第五工程局有限公司;湖南中建五局綠色市政工程研究中心有限公司
• 主分類號: B28B11/24
• 分類號: B28B11/24;B28B17/00;G01J5/48;G06T7/00;G06T7/73;G06V10/44;G06V10/764;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/10
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

1.一種基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、構建盾構管片的最優的圖像識別模型：

S1.1、獲取訓練集圖像，將每個圖像用網格劃分出n個候選區域；

S1.2、對每個圖像采用選擇性搜索來生成候選區域類別，剔除明顯無關的候選區域；

S1.3、將處理后的訓練集圖像輸入卷積神經網絡中，提取出特征向量；

S1.4、將特征向量輸入線性支持向量機進行訓練，生成圖像識別模型，根據測試集圖像優化模型，確定最優的圖像識別模型；

S2、獲取實時圖像，用網格劃分出n個候選區域，對每個圖像采用選擇性搜索來生成候選區域類別，剔除明顯無關的候選區域，根據所述最優的圖像識別模型識別出各候選區域的盾構管片，再通過基于MultiGrasp系統抓取的回歸分析得到實時圖像中盾構管片的邊界框；

S3、對邊界框內的盾構管片進行溫度感知，得到盾構管片的溫度最大值或溫度變化速度；

S4、若所述溫度最大值或溫度變化速度高于盾構管片所處階段的預警值，則此處異常并報警：

升溫階段時，對于干硬性混凝土，溫度變化速度高于35℃/h時報警，對于除干硬性混凝土外的一般水泥和混凝土拌合物，溫度變化速度高于25℃/h時報警；恒溫階段時，對于礦渣水泥和火山灰水泥，溫度最大值高于75℃時報警，對于除礦渣水泥和火山灰水泥外的普通水泥，溫度最大值高于78℃時報警；降溫階段時，溫度變化速度高于30℃/h時報警；

S5、將實時圖像中的盾構管片用邊界框標出，并顯示其溫度最大值。

2.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，步驟S3包括：

S3.1、通過紅外熱成像探頭采集邊界框中各網格的盾構管片的表面的紅外輻射，并轉換為數字信號，形成偽色彩熱圖；

S3.2、將所述偽色彩熱圖轉換成溫度灰度圖，提取灰度最大值，轉換成邊界框中各網格的盾構管片的溫度最大值；根據根據檢測的溫度最大值的差值和計時得到溫度變化速度。

3.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述候選區域的個數n為2000。

4.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述選擇性搜索根據顏色、紋理、形狀和大小對相似的候選區域進行分類。

5.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述卷積神經網絡為Fast R-CNN，具有五個卷積層和兩個全連接層。

6.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述每小時的溫差最大值根據檢測的溫度最大值和計時得到，每個盾構管片從放置在工位上起開始計時。

7.根據權利要求1所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述盾構管片的預警值根據盾構管片所處階段的不同而不同，所述盾構管片所處階段根據工位位置確定。

8.根據權利要求7所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法，其特征在于，所述步驟S4還包括，通過網格對溫度異常處定位。

9.一種基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控系統，其特征在于，包括：控制中心，以及與所述控制中心連接的安裝在盾構管片的升溫區、恒溫區及降溫區三個工位的溫濕度調節裝置、計時器、濕度檢測裝置、和用于獲取圖像和檢測溫度的紅外熱成像探頭；所述紅外熱成像探頭與所測盾構管片的距離不大于20m；所述控制中心包括至少一個處理器；以及與所述處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：

所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行如權利要求1至8任一項所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法。

10.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令使所述計算機執行如權利要求1至8任一項所述的基于AI的盾構管片成型工藝的自動管控方法。