基于单目尺度恢复的施工机械几何参数提取与动态安全半径界定方法
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

1.湖南大学;2.国家电网湖南省电力公司经济与技术研究院;3.中南大学土木工程学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TU689

基金项目:

国家重点研发计划项目(2023YFC3806804)


Monocular Scale Recovery-Based Geometric Parameter Extraction and Dynamic Safety Radius Delineation for Construction Machinery
Author:
Affiliation:

1.Hunan University;2.Economic and Technology Research Institute,State Grid Hunan Electric Power Company Ltd;3.School of Civil Engineering,Central South University

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    为解决施工现场视觉识别结果难以支撑机械安全距离计算的问题,提出一种基于单目尺度恢复的施工机械几何参数提取与动态安全半径界定方法。该方法利用实例分割获得机械目标掩膜,结合单目深度估计生成相对点云,并以安全帽等现场语义锚点恢复点云真实尺度;通过深度门控、光度一致性筛选、连通域筛选和离群点剔除增强机械点云边界,提取机械长、宽、高、轮距和履带长度等几何参数;进一步构建考虑机械尺寸和型号映射参数的动态安全半径模型。现场施工场景实验表明,单目测距平均相对误差由11.2%降至6.3%,机械点云有效点比例提升至95%以上,端到端处理延迟约为120.6ms。结果表明,该方法可为既有单目监控条件下的施工机械动态电子围栏界定提供低成本技术支撑。

    Abstract:

    Conventional vision-based monitoring systems on construction sites typically output object classes, bounding boxes, or masks but not the metric parameters needed to calculate machinery safety distances. This study proposes a monocular scale-recovery method for extracting machinery geometry and delineating dynamic safety radii. Instance segmentation and monocular depth estimation generate instance-level relative point clouds, which are scaled to metric units using on-site semantic anchors of known size, such as safety helmets. The point clouds are refined through depth gating, photometric consistency filtering, connected-component analysis, and outlier removal to extract machinery dimensions and structural parameters. These measurements and operating-envelope parameters defined by machinery class or model are incorporated into a dynamic safety-radius model. Field experiments show that the mean absolute relative error (AbsRel) decreases from 11.2% to 6.3%, the proportion of valid points exceeds 95%, and the end-to-end processing latency is approximately 120.6 ms. The method therefore offers a low-cost approach to dynamic geofencing using existing monocular surveillance infrastructure.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

卢元昊,王灵灵,方琦,等. 基于单目尺度恢复的施工机械几何参数提取与动态安全半径界定方法[J]. 科学技术与工程, , ():

复制
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2026-05-25
  • 最后修改日期:2026-07-27
  • 录用日期:2026-09-09
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
×
关于抵制伪造参考文献学术不端行为的声明
关于规范使用生成式人工智能的声明
喜报|《科学技术与工程》3篇论文成功入选 “第二十八届中国科协年会影响力提名论文”
2026年会通知 | “技术经济学驱动智能经济生态构建与治理变革”——中国技术经济学会第三十三届学术年会(2026)会议通知暨征文启事(第一轮)
亟待确认版面费归属稿件,敬请作者关注