CN117806371A - 一种建筑材料的施工姿态检测调校方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种建筑材料的施工姿态检测调校方法及相关装置，该方法包括以下步骤：获取预设定的三维曲面方程；基于图像识别获取目标物体的中心位置和几何参考线；将目标物体的中心位置投影到三维曲面，并将投影点作为中间参考位置；对目标物体进行水平调整；基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，以得到纵向曲线方程和横向曲线方程的焦点；基于纵向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论纵向倾斜角，基于横向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论横向倾斜角，从而得到纵向调整角和横向调整角。本申请具有能够高效地对所有目标物体的姿态进行检测和给出调整建议。
Description
技术领域
本申请涉及角度计量的领域，尤其是涉及一种建筑材料的施工姿态检测调校方法及相关装置。
背景技术
在当代建筑实践中，建筑材料的精确摆放已经成为实现建筑功能性和审美性的关键手段。具体来说，构建曲面结构，如幕墙、外墙挂板、屋顶挂板以及太阳能板，要求材料以预定的形状精确摆放以形成连续或分段的弧面。这些弧面不仅赋予建筑物流线型的外观，增强了建筑的视觉吸引力，而且通过其独特的形状满足了特定的功能要求。
例如，曲面幕墙设计不仅为现代建筑提供了动态的外观，而且还通过其非直线性形状改善了建筑物的空气动力学特性，有助于减少风荷载。同样，外墙挂板若采用曲面设计，能有效地引导雨水流向指定区域，减少水分对建筑结构的侵蚀。屋顶挂板的弧形设计不仅增加了屋顶的美观度，还可以根据其形状来优化光线接收或雨水排放。
太阳能板的布置尤其重要，因为其效率直接取决于能够接收到的太阳辐射量。通过将太阳能板安排成凹面结构，可以实现对太阳光的高效聚焦，从而大幅提高能量转换效率。这种凹面结构通常需要精确的几何配置和安装角度，以确保太阳辐射能被最大程度地捕获和利用。
此外，建筑材料的这种摆放方式还需考虑到建筑物的整体结构稳定性、材料的热膨胀特性以及长期的环境影响等因素。因此，建筑师和工程师必须精心计算和设计每一块材料的位置和角度，以确保整个结构的完整性和长期性能。但是，在现实实践中，即使建筑师和工程师给出最佳的设计方案，在施工过程中操作员由于缺乏参照物，难以精确地将建筑材料摆放到既定的位置和摆放成设计的角度。
以聚光式太阳能热水器的设计为例，其核心部件是由多块反射镜按照凹面镜的形状摆放而成，集中太阳光的热能以加热水。为了确保太阳光能高效集中，每块反射镜的法线必须穿过一个预定的焦点，这是通过精确的几何排列和角度调整来实现的。
传统上，这种调整是通过使用万向轴来固定每块反射镜，并由操作员手动调整使反射镜对准共同的焦点。此过程通常在日照条件下进行，通过观察反射光斑在目标位置上的汇集情况来校准反射镜。然而，当多个高亮度光斑汇集在同一位置时，光斑的高亮度使得操作员难以判断各反射镜的调整是否精确，光斑是否完美重叠。随着汇集的光斑数量越多，调整时越容易出现误差。
为了避免这种情况，一种方法是使用遮蔽物覆盖已调整好的反射镜，然后逐一对未调整的反射镜进行精细调整。尽管这种方法可以一定程度上减少亮度对操作员的干扰，但它仍然是一个繁琐且效率低下的过程，需要大量的人工操作和时间。另外，光斑的形状存在一定的差异，因此调整实际存在误差。这种调整方法的劳动强度高，效率低，且对操作员的技能要求较高，增加了***调试和维护的成本。因此，研发一种更加自动化、准确且易于操作的反射镜调整机制对于提高聚光式太阳能热水器的性能和降低维护成本具有重要的实用价值。
发明内容
为了能够高效地对所有目标物体的姿态进行检测和给出调整建议，本申请提供一种建筑材料的施工姿态检测调校方法及相关装置。
第一方面，本申请提供的一种建筑材料的施工姿态检测调校方法，采用如下的技术方案：
一种建筑材料的施工姿态检测调校方法，包括以下步骤：
S1.获取预设定的三维曲面方程，其中，所述三维曲面方程对应于待构建的建筑材料组合造型；
S2.基于图像识别获取目标物体的中心位置和几何参考线，并以一个目标物体的中心位置为参考以与三维曲面方程相对应；
S3.基于三维曲面方程的法线方向将目标物体的中心位置投影到三维曲面，并将投影点作为中间参考位置；
S4.基于目标物体的几何参考线对目标物体进行水平调整；
S5.获取目标物体的实际纵向倾斜角和实际水平倾斜角；
S6.基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，以得到纵向曲线方程和横向曲线方程的焦点；
S7.基于纵向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论纵向倾斜角，基于横向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论横向倾斜角；
S8.基于目标物体的理论纵向倾斜角和实际纵向倾斜角得到纵向调整角，基于目标物体的理论横向倾斜角和实际横向倾斜角得到横向调整角。
通过采用上述技术方案，首先定义待安装建筑材料的几何形状的三维曲面方程，用于作为建筑材料组合造型的基准。建筑材料往往可以摆放成各种规律曲面，或者整体拟合为曲面。本身即可以是平面也可也是曲面，通过计算机视觉可以基于预录入的目标物体特征进行水平度判断，以方便后续调整。通过将目标物体的中心位置投影到三维曲面上，可以获得投影点处目标物体的理论摆放角度。然后此时需要获得目标物体在当前位置的理论摆放姿态，可以通过投影点处的理论摆放姿态在平移一段距离，再旋转一定角度得到。因此这里通过投影的算法是较为便利的解法。基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，是在纵向和横向上截取三维曲面，相当于将投影点处目标物体的理论摆放角度正交分解为横向的角度和纵向的角度，这样有利于后期进行分别计算，减少计算的复杂度。最后通过焦点坐标、法线方向和目标物体的中心位置坐标直接进行运算，可以省略大量的中间计算步骤，比如利用正弦定理和余弦定理的三角计算过程，直接获得目标物体的理论横向倾斜角。但是这些中间计算过程是以上步骤成立的理论证明基础，只是计算机在实际计算过程中可以进行省略。最后通过目标物体的理论纵向倾斜角和实际纵向倾斜角得到纵向调整角，再通过目标物体的理论横向倾斜角和实际横向倾斜角得到横向调整角，即可最终合成所需要的调整角，从而能够高效地对所有目标物体的姿态进行检测和给出调整建议。另外，该方法具有较强的鲁棒性，能够对应于多种不同的曲面方程。
可选的，所述S2包括以下步骤：
S21.获取不少于两张的目标物体的图像，以得到各个目标物体的主视图；
S22.基于实例分割获取图像中目标物体的位置信息和轮廓信息；
S23.建立三维坐标系，基于双目视觉算法将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为世界坐标；其中，三维坐标系的x-y平面为水平面，y-z平面与三维曲面方程的法向相平行，z轴方向为竖向；
S24.基于特征检测算法获取每个目标物体的形状和边界，以计算目标物体的几何中心，并给出三维坐标系中相应的中心坐标；
S25.基于边界检测算法获取目标物体的横向边线和纵向边线，并给出三维坐标系中相应的横向边线方程和纵向边线方程；
S26.选定一个目标物体作为基准物体，并将基准物体的中心坐标与三维曲面方程的参考点相对应。
通过采用上述技术方案，通过捕获目标物体的多张图像，可以获得其不同视角的视图。这些主视图为后续的图像处理提供了基础，确保了从不同角度观察目标物体的能力，以便于后续利用双目视觉算法对目标物体的特征点进行空间定位。实例分割技术能够在单个图像中区分并标记不同的目标物体。它提供了每个目标物体的精确位置和轮廓信息。
通过双目视觉算法，结合两张或多张图像中的目标物体信息，可以计算出物体在实际三维空间中的位置。这一步骤涉及将从图像中提取的二维数据转化为三维空间中的世界坐标。
特征检测算法识别出目标物体的形状和边界，进而计算出其几何中心。在三维坐标系中，这个中心坐标为后续步骤提供了一个关键的参考点。
通过边界检测算法，可以确定目标物体的横向和纵向边界，并将这些边界转化为数学方程。在三维坐标系中，这些方程有助于后续分析物体的摆放姿态。
将一个目标物体选作基准物体，并将其中心坐标与三维曲面方程的参考点对应。这一步骤是将实际物体的位置信息与理论上的曲面方程相结合的关键环节，从而将三维曲面方程转换到三维坐标系中。
可选的，所述S23包括以下步骤：
S231.基于第一张目标物体的图像设定摄像机坐标系C1，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C1的坐标为[X1,Y1,Z1]；
S232.基于第二张目标物体的图像设定摄像机坐标系C2，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C2的坐标为[X2,Y2,Z2]；
S233.基于点P在坐标系C1的坐标和在坐标系C2的坐标计算得到世界坐标W，其中，世界坐标W为[XW,YW,ZW]，
可选的，所述S4包括以下步骤：
S41.计算目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角，若夹角小于预设角度，则判断目标物体处于水平状态；
S42.若夹角大于预设角度，则判断目标物体处于倾斜状态，并返回目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角作为水平度调整指导角。
可选的，所述S6包括以下步骤：
S61.获取中心参考位置的坐标，将该z轴坐标代入三维曲面方程中，得到横向曲线方程，其中，横向曲线为x-y平面截取三维曲面得到的抛物线；
S62.获取中心参考位置的坐标，将该x轴坐标代入三维曲面方程中，得到纵向曲线方程，其中，横向曲线为y-z平面截取三维曲面得到的抛物线；
S63.基于横向曲线方程和纵向曲线方程得到横向曲线方程的焦点和纵向曲线方程的焦点。
可选的，所述S7包括以下步骤：
S71.基于纵向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第一连线及相应的第一连线方程；
S72.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第一参考线及相应的第一参考线方程；
S73.基于第一连线方程和第一参考线方程得到第一连线和第一参考线的第一角平分线方程；
S74.生成第一角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第一垂线方程，再基于第一垂线方程的斜率得到目标物体的理论纵向倾斜角。
可选的，所述S7包括以下步骤：
S75.基于横向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第二连线及相应的第二连线方程；
S76.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第二参考线及相应的第二参考线方程；
S77.基于第二连线方程和第二参考线方程得到第二连线和第二参考线的第二角平分线方程；
S78.生成第二角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第二垂线方程，再基于第二垂线方程的斜率得到目标物体的理论横向倾斜角。
可选的，所述三维曲面方程为对应于待构建的建筑材料组合造型的抛物面。
第二方面，本申请提供的一种计算机设备，采用如下的技术方案：
一种计算机设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行上述的建筑材料的施工姿态检测调校方法。
第三方面，本申请提供的一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上的上述方法的计算机程序。
所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现：如上述的建筑材料的施工姿态检测调校方法。
附图说明
图1绘示本发明一实施例中建筑材料的施工姿态检测调校方法方法的流程图。
图2绘示本发明一实施例中S2子步骤的流程图。
图3绘示本发明一实施例中S6子步骤的流程图。
图4绘示本发明一实施例中S7子步骤的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在以下描述中，为了解释的目的，阐述了很多具体细节，以便提供对发明构思的彻底理解。作为本说明书的一部分，本公开的附图中的一些附图以框图形式表示结构和设备，以避免使所公开的原理复杂难懂。为了清晰起见，实际具体实施的并非所有特征都有必要进行描述。此外，本公开中所使用的语言已主要被选择用于可读性和指导性目的，并且可能没有被选择为划定或限定本发明的主题，从而诉诸于所必需的权利要求以确定此类发明主题。在本公开中对“一个具体实施”或“具体实施”的提及意指结合该具体实施所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个具体实施中，并且对“一个具体实施”或“具体实施”的多个提及不应被理解为必然地全部是指同一具体实施。
除非明确限定，否则术语“一个”、“一种”和“该”并非旨在指代单数实体，而是包括其特定示例可以被用于举例说明的一般性类别。因此，术语“一个”或“一种”的使用可以意指至少一个的任意数目，包括“一个”、“一个或多个”、“至少一个”和“一个或不止一个”。术语“或”意指可选项中的任意者以及可选项的任何组合，包括所有可选项，除非可选项被明确指示是相互排斥的。短语“中的至少一者”在与项目列表组合时是指列表中的单个项目或列表中项目的任何组合。所述短语并不要求所列项目的全部，除非明确如此限定。
参照图1，本申请公开了一种建筑材料的施工姿态检测调校方法，包括以下步骤S1-S8。
S1.获取预设定的三维曲面方程，其中，所述三维曲面方程对应于待构建的建筑材料组合造型。
首先定义待安装建筑材料的几何形状的三维曲面方程，用于作为建筑材料组合造型的基准。建筑材料往往可以摆放成各种规律曲面，或者整体拟合为曲面。本身即可以是平面也可也是曲面，通过计算机视觉可以基于预录入的目标物体特征进行水平度判断，以方便后续调整。
S2.基于图像识别获取目标物体的中心位置和几何参考线，并以一个目标物体的中心位置为参考以与三维曲面方程相对应。
本实施例的调校方法适用于形状规则的建筑材料，比如球面状的圆弧板、平板等，在本实例中该建筑材料以方形的平面反射镜为例，三维曲面方程为对应于待构建的建筑材料组合造型的抛物面。当建筑材料阵列排布且摆放位置和摆放角度合适时，能够将沿着法线射入的光汇集在穿过焦点的平行线上。
具体的，参照图2，S2包括以下步骤S21-S26。
S21.获取不少于两张的目标物体的图像，以得到各个目标物体的主视图。
通过捕获目标物体的多张图像，可以获得其不同视角的视图。这些主视图为后续的图像处理提供了基础，确保了从不同角度观察目标物体的能力，以便于后续利用双目视觉算法对目标物体的特征点进行空间定位。
S22.基于实例分割获取图像中目标物体的位置信息和轮廓信息。
实例分割技术能够在单个图像中区分并标记不同的目标物体。它提供了每个目标物体的精确位置和轮廓信息。
具体的，S22可以包括以下子步骤：
S221.将样本图片输入到目标检测模型中，基于目标框检测确定目标外接框，并基于语义分割确定目标个体集合以作为轮廓区域。其中，目标外接框用于反映所述目标物体在输入的检测图片中的成像位置，目标个体集合用于反映位于目标物体的成像区域内的像素点。
目标检测模型为预先训练好的实例分割模型，能够进行目标框检测和语义分割。目标框检测能够在样本图片中框选出关联于目标物体的区域，通过目标外接框在样本图片中把目标物体与其他物体区分开。语义分割能够在样本图片中对属于目标物体区域成像的像素点和属于非目标物体区域成像的像素点进行分类，得到目标个体集合。
S222.基于轮廓区域生成轮廓线。
将样本图片进行目标框检测和语义分割后获得的轮廓区域，可以生成相应的轮廓线。
S223.基于目标外接框对样本图片分割为各包含有一目标物体的图像。
样本图片中可能出现一个或多个目标物体，且位于样本图片中的不同位置。由于每个目标外接框分别对应有一个目标物体，该步骤可以利用目标外接框将样本图片分割为数张，使得每一目标物体分别位于一图像的中心，并避免不同的目标物体分割过程中互相干扰，同时缩小后的样本图片包含无关特征减少，有利于减少后续模型处理产生的参数，提高处理效率。
S224.基于所述样本图片的相邻像素点的像素信息，在各相邻像素之间进行像素插补插补以放大样本图片。
通过对降低原始像素的像素密度，以保证后期对样本图片的轮廓区域进行百分百采样。
S225.结合目标外接框和目标个体集合，输出目标的特征信息；其中，所述特征信息为像素点的像素信息。
结合目标外接框和目标个体集合，可以减少样本图片中非目标物体和背景环境对于特征信息提取的干扰，减少特征信息的提取过程中的占用计算量，提高运算速度和准确率。
S23.建立三维坐标系，基于双目视觉算法将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为世界坐标。其中，三维坐标系的x-y平面为水平面，y-z平面与三维曲面方程的法向相平行，z轴方向为竖向。
通过双目视觉算法，结合两张或多张图像中的目标物体信息，可以计算出物体在实际三维空间中的位置。这一步骤涉及将从图像中提取的二维数据转化为三维空间中的世界坐标。
具体的，在本实施例中，S23包括以下步骤S231-S233：
S231.基于第一张目标物体的图像设定摄像机坐标系C1，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C1的坐标为[X1,Y1,Z1]；
S232.基于第二张目标物体的图像设定摄像机坐标系C2，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C2的坐标为[X2,Y2,Z2]；
S233.基于点P在坐标系C1的坐标和在坐标系C2的坐标计算得到世界坐标W，其中，世界坐标W为[XW,YW,ZW]，
举个例子，对于两个摄像机坐标系C1和C2，如果它们分别观测到世界坐标系W中的同一个点P，则可以通过数学方法来确定P在世界坐标系W中的坐标。假设在摄像机坐标系C1中，点P的坐标为[X1,Y1,Z1]，在摄像机坐标系C2中，点P的坐标为[X2,Y2,Z2]。这两个坐标系的原点间的距离为d，而摄像机的焦距为f。
对于摄像机坐标系C1，有:
对于摄像机坐标系C2，有:
这里，[XW,YW,ZW]是点P在世界坐标系W中的坐标。
求解世界坐标W，根据上面的方程，可以解出XW,YW,和ZW:
结合以上所有方程，可以得到:
S24.基于特征检测算法获取每个目标物体的形状和边界，以计算目标物体的几何中心，并给出三维坐标系中相应的中心坐标。
特征检测算法识别出目标物体的形状和边界，进而计算出其几何中心。在三维坐标系中，这个中心坐标为后续步骤提供了一个关键的参考点。
S25.基于边界检测算法获取目标物体的横向边线和纵向边线，并给出三维坐标系中相应的横向边线方程和纵向边线方程。
通过边界检测算法，可以确定目标物体的横向和纵向边界，并将这些边界转化为数学方程。在三维坐标系中，这些方程有助于后续分析物体的摆放姿态。
S26.选定一个目标物体作为基准物体，并将基准物体的中心坐标与三维曲面方程的参考点相对应。
将一个目标物体选作基准物体，并将其中心坐标与三维曲面方程的参考点对应。这一步骤是将实际物体的位置信息与理论上的曲面方程相结合的关键环节，从而将三维曲面方程转换到三维坐标系中。
S3.基于三维曲面方程的法线方向将目标物体的中心位置投影到三维曲面，并将投影点作为中间参考位置。
通过将目标物体的中心位置投影到三维曲面上，可以获得投影点处目标物体的理论摆放角度。然后此时需要获得目标物体在当前位置的理论摆放姿态，可以通过投影点处的理论摆放姿态在平移一段距离，再旋转一定角度得到。因此这里通过投影的算法是较为便利的解法。
S4.基于目标物体的几何参考线对目标物体进行水平调整。
进行水平调整是为了方便后续进行正交分解。同时，进行水平调整，可以使得方形的板的特征在分解后均落在横向和纵向上，方便计算。
作为实例的，S4可以包括以下步骤S41-S42。
S41.计算目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角，若夹角小于预设角度，则判断目标物体处于水平状态。
S42.若夹角大于预设角度，则判断目标物体处于倾斜状态，并返回目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角作为水平度调整指导角。
S5.获取目标物体的实际纵向倾斜角和实际水平倾斜角。
目标物体的实际纵向倾斜角和实际水平倾斜角可以通过目标物体的几何参考线进行计算得到。
S6.基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，以得到纵向曲线方程和横向曲线方程的焦点。
基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，是在纵向和横向上截取三维曲面，相当于将投影点处目标物体的理论摆放角度正交分解为横向的角度和纵向的角度，这样有利于后期进行分别计算，减少计算的复杂度。
作为示例的，参照图3，S6可以包括以下步骤S61-S63。
S61.获取中心参考位置的坐标，将该z轴坐标代入三维曲面方程中，得到横向曲线方程，其中，横向曲线为x-y平面截取三维曲面得到的抛物线；
S62.获取中心参考位置的坐标，将该x轴坐标代入三维曲面方程中，得到纵向曲线方程，其中，横向曲线为y-z平面截取三维曲面得到的抛物线；
S63.基于横向曲线方程和纵向曲线方程得到横向曲线方程的焦点和纵向曲线方程的焦点。
S7.基于纵向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论纵向倾斜角，基于横向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论横向倾斜角。
通过焦点坐标、法线方向和目标物体的中心位置坐标直接进行运算，可以省略大量的中间计算步骤，比如利用正弦定理和余弦定理的三角计算过程，直接获得目标物体的理论横向倾斜角。但是这些中间计算过程是以上步骤成立的理论证明基础，只是计算机在实际计算过程中可以进行省略。
作为示例的，参照图4，S7可以包括以下步骤S71-S78。
S71.基于纵向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第一连线及相应的第一连线方程。
S72.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第一参考线及相应的第一参考线方程。
S73.基于第一连线方程和第一参考线方程得到第一连线和第一参考线的第一角平分线方程。
S74.生成第一角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第一垂线方程，再基于第一垂线方程的斜率得到目标物体的理论纵向倾斜角。
S75.基于横向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第二连线及相应的第二连线方程。
S76.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第二参考线及相应的第二参考线方程。
S77.基于第二连线方程和第二参考线方程得到第二连线和第二参考线的第二角平分线方程。
S78.生成第二角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第二垂线方程，再基于第二垂线方程的斜率得到目标物体的理论横向倾斜角。
S8.基于目标物体的理论纵向倾斜角和实际纵向倾斜角得到纵向调整角，基于目标物体的理论横向倾斜角和实际横向倾斜角得到横向调整角。
最后通过目标物体的理论纵向倾斜角和实际纵向倾斜角得到纵向调整角，再通过目标物体的理论横向倾斜角和实际横向倾斜角得到横向调整角，即可最终合成所需要的调整角。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例建筑材料的施工姿态检测调校方法。
在一实施例中，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例建筑材料的施工姿态检测调校方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取预设定的三维曲面方程，其中，所述三维曲面方程对应于待构建的建筑材料组合造型；
S2.基于图像识别获取目标物体的中心位置和几何参考线，并以一个目标物体的中心位置为参考以与三维曲面方程相对应；
S3.基于三维曲面方程的法线方向将目标物体的中心位置投影到三维曲面，并将投影点作为中间参考位置；
S4.基于目标物体的几何参考线对目标物体进行水平调整；
S5.获取目标物体的实际纵向倾斜角和实际水平倾斜角；
S6.基于三维曲面方程获取各中心参考位置的纵向曲线方程和横向曲线方程，以得到纵向曲线方程和横向曲线方程的焦点；
S7.基于纵向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论纵向倾斜角，基于横向曲线方程的焦点、法线和目标物体的中心位置获得目标物体的理论横向倾斜角；
S8.基于目标物体的理论纵向倾斜角和实际纵向倾斜角得到纵向调整角，基于目标物体的理论横向倾斜角和实际横向倾斜角得到横向调整角。
2.根据权利要求1所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：
S21.获取不少于两张的目标物体的图像，以得到各个目标物体的主视图；
S22.基于实例分割获取图像中目标物体的位置信息和轮廓信息；
S23.建立三维坐标系，基于双目视觉算法将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为世界坐标；其中，三维坐标系的x-y平面为水平面，y-z平面与三维曲面方程的法向相平行，z轴方向为竖向；
S24.基于特征检测算法获取每个目标物体的形状和边界，以计算目标物体的几何中心，并给出三维坐标系中相应的中心坐标；
S25.基于边界检测算法获取目标物体的横向边线和纵向边线，并给出三维坐标系中相应的横向边线方程和纵向边线方程；
S26.选定一个目标物体作为基准物体，并将基准物体的中心坐标与三维曲面方程的参考点相对应。
3.根据权利要求2所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述
S23包括以下步骤：
S231.基于第一张目标物体的图像设定摄像机坐标系C1，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C1的坐标为[X1,Y1,Z1]；
S232.基于第二张目标物体的图像设定摄像机坐标系C2，并将目标物体的位置信息和轮廓信息转化为相应的坐标点P，其中，点P在坐标系C2的坐标为[X2,Y2,Z2]；
S233.基于点P在坐标系C1的坐标和在坐标系C2的坐标计算得到世界坐标W，其中，世界坐标W为[XW,YW,ZW]，
4.根据权利要求1或3所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：
S41.计算目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角，若夹角小于预设角度，则判断目标物体处于水平状态；
S42.若夹角大于预设角度，则判断目标物体处于倾斜状态，并返回目标物体的横向边线和水平参考面所成夹角作为水平度调整指导角。
5.根据权利要求4所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述S6包括以下步骤：
S61.获取中心参考位置的坐标，将该z轴坐标代入三维曲面方程中，得到横向曲线方程，其中，横向曲线为x-y平面截取三维曲面得到的抛物线；
S62.获取中心参考位置的坐标，将该x轴坐标代入三维曲面方程中，得到纵向曲线方程，其中，横向曲线为y-z平面截取三维曲面得到的抛物线；
S63.基于横向曲线方程和纵向曲线方程得到横向曲线方程的焦点和纵向曲线方程的焦点。
6.根据权利要求5所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述S7包括以下步骤：
S71.基于纵向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第一连线及相应的第一连线方程；
S72.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第一参考线及相应的第一参考线方程；
S73.基于第一连线方程和第一参考线方程得到第一连线和第一参考线的第一角平分线方程；
S74.生成第一角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第一垂线方程，再基于第一垂线方程的斜率得到目标物体的理论纵向倾斜角。
7.根据权利要求6所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述S7包括以下步骤：
S75.基于横向曲线方程的焦点和目标物体的中心位置得到第二连线及相应的第二连线方程；
S76.生成穿过目标物体的中心位置且平行于法线的第二参考线及相应的第二参考线方程；
S77.基于第二连线方程和第二参考线方程得到第二连线和第二参考线的第二角平分线方程；
S78.生成第二角平分线方程在目标物体的中心位置得到处的第二垂线方程，再基于第二垂线方程的斜率得到目标物体的理论横向倾斜角。
8.根据权利要求1所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法，其特征在于，所述三维曲面方程为对应于待构建的建筑材料组合造型的抛物面。
9.一种计算机设备，其特征在于，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行根据权利要求1至8任一项所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现：如权利要求1至8任一项所述的建筑材料的施工姿态检测调校方法。
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2023
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