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摘 要：
在工地建筑領(lǐng)域，鋼筋已然成為不可或缺的基本材料之一，在我國(guó)的絕大數(shù)工地，現(xiàn)有的鋼筋計(jì)數(shù)方法是工人逐一統(tǒng)計(jì)已計(jì)數(shù)和未計(jì)數(shù)的鋼筋，不僅耗時(shí)、耗力，而且由于工人長(zhǎng)時(shí)間計(jì)數(shù)鋼筋，人眼和人腦容易疲勞，計(jì)數(shù)誤差將增加。 由于工地鋼筋圖像數(shù)據(jù)不便于大量采集和標(biāo)注，提出一種基于小數(shù)據(jù)的鋼筋檢 測(cè)模型，將該模型應(yīng)用于智慧工地中的鋼筋計(jì)數(shù)應(yīng)用，工人只需將拍攝的鋼筋 圖像通過終端傳入模型，便可以快速準(zhǔn)確地得到圖像中鋼筋的數(shù)量。
關(guān)鍵詞：智慧工地；鋼筋計(jì)數(shù)；計(jì)算機(jī)視覺
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2020.02.009
前言
近年來，國(guó)家大力推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展，數(shù)據(jù)表明，2017年以來中國(guó)鋼筋年產(chǎn)量已超過2億噸，2017年建筑業(yè)的總產(chǎn)值超過21萬億元，而其中鋼鐵在建筑材料中所占的造價(jià)達(dá)到了20%~30%。鋼筋廣泛應(yīng)用于各種建筑結(jié)構(gòu)，特別是大型、重型以及高層建筑結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際運(yùn)用中，鋼筋計(jì)數(shù)問題一直困擾著從業(yè)者。自上世紀(jì)70年代便有好多工程人員投入至鋼筋計(jì)數(shù)的研究中，對(duì)于成捆鋼筋，曾有研究利用重量傳感器的方法來進(jìn)行計(jì)數(shù)，該研究理論為同類型鋼筋有著相同的重量和長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)總重量和單根鋼筋的重量便可以得出一捆鋼筋的數(shù)量。但是由于不同鋼材廠的工藝不同，以及部分鋼材廠存在負(fù)公差生產(chǎn)，故重量傳感器方法無法得出精準(zhǔn)的結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，有研究將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于鋼筋計(jì)數(shù)方法，該研究認(rèn)為雖然鋼筋端面形狀不規(guī)則，但是面積是相近的，故可以通過將一捆鋼筋端面圖片進(jìn)行二值化，通過判斷每一個(gè)端面的面積與平均值的差異便可以得出成捆鋼筋的數(shù)量。但該方法存在一定缺陷，鋼筋端面平均值和目標(biāo)物體有較大的依賴性，自適應(yīng)性較差，同時(shí)，若多個(gè)鋼筋的端面大面積重疊，也無法判斷具體數(shù)量。隨著雙目視覺和激光技術(shù)的發(fā)展，一些大型鋼材制造商將“雙目視覺+線激光”技術(shù)應(yīng)用于鋼筋計(jì)數(shù)，該技術(shù)利用激光測(cè)距的測(cè)量結(jié)果對(duì)雙目視覺的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，有效地提高雙目立體視覺遠(yuǎn)距離測(cè)量精度，但是該技術(shù)成本高，需要使用雙目立體視覺儀和激光測(cè)距儀等大型設(shè)備，在工地這種特殊而復(fù)雜的場(chǎng)景中無法便利地使用。為解決以上問題，同時(shí)工地鋼筋圖像數(shù)據(jù)不便于大量采集和標(biāo)注，本文提出基于小數(shù)據(jù)目標(biāo)檢測(cè)算法并將其應(yīng)用于鋼筋計(jì)數(shù)應(yīng)用中，工地工作人員只需將鋼材照片通過終端上傳至云服務(wù)器中的鋼筋檢測(cè)模型，便可以快速準(zhǔn)確地得到照片中鋼筋的數(shù)量。
