(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210910426.5 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中铁一局集团 （广州） 建 设工程有限 公司 地址 510000 广东省广州市南沙区横沥镇 明珠一街1号310房-J0 07(仅限办公) 申请人 中铁一局集团有限公司 　 深圳市地铁集团有限公司 (72)发明人 宋勇　娄闪　宋雄　邓永斌　 邢方园　万聪　李嘉亮　 (74)专利代理 机构 广州中屹智权专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 44816 专利代理师 黄河 (51)Int.Cl. G06V 10/764(2022.01)G06V 10/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/48(2022.01) G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 地铁车站施工中周边建筑物沉降监测管理 方法 (57)摘要 本发明公开了地铁车站施工中周边建筑物 沉降监测管 理方法， 于深基坑稳定位置安装摄像 机， 通过摄像机实时采集紧邻深基坑两侧的建筑 群图像数据； 将实时采集的建筑群图像数据传输 到监测管 理中心， 通过视觉处理模块对建筑群图 像数据进行分析处理； 通过指定算法将建筑群图 像数据中不同建筑区域进行分割与分类， 得到不 同建筑物区域的掩膜； 对指定掩膜内的建筑图像 进行Hough变换， 获得该对掩膜内的建筑图像的 特征直线； 通过三维变换关系计算建筑图像对应 建筑物的真实沉降值。 本方法适合在建筑物密集 的地铁车站施工过程中使用， 采用多方位摄像机 实时对建筑群同步监测， 无需设置标靶， 实现对 深基坑周边密集建筑群沉降的实时、 高精度监 测。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115471691 A 2022.12.13 CN 115471691 A 1.地铁车站 施工中周边建筑物沉降监测管理方法， 其特 征在于， 具体步骤如下： S1、 于深基坑稳定位置安装至少两台摄像机， 通过摄像机实时采集紧邻深基坑两侧的 建筑群图像数据； S2、 深基坑施工过程中， 将实时采集的建筑群图像数据传输到监测管理中心， 通过其中 的视觉处理模块对建筑群图像数据进行分析处 理； S3、 分析处理时， 通过指定算法将建筑群图像数据中不同建筑区域进行分割与分类， 得 到不同建筑物区域的掩膜； S4、 对指定掩膜内的建筑图像进行Hough变换， 获得该对掩膜内的建筑图像的特征直 线， 比较前后建筑图像的特 征直线的变化； S5、 通过三维变换关系计算建筑图像对应建筑物的真实沉降值。 2.根据权利要求1所述的地铁车站施工 中周边建筑物沉降监测管理方法， 其特征在于： 步骤S3中将指定算法设置为多任务工作网络， 其损失函数选取为各个分支网络的加权值： Loss＝Lcls+Lbbox+Lmask； 其中Lcls为分类损失函数， 对于任一ROI， 设其正确类别的预测概率分布为pu， 分类损失 定义为： Lcls＝‑log pu； Lbbox为回归框损失函数， 对于任一ROI， 设其左下角坐标与长宽的参考值分别为t＝(x， y， w， h)T， 预测值为 各分量分别为ti， vi(i＝1， ...4)， 回归损失定义为： Lmask为掩膜的损失函数， 对于第k个掩膜， 其损失函数定义为在大小 为m×m的ROI上的平 均二元交叉熵： 通过上述方法获得到对应建筑物区域的掩膜， 步骤S4 ‑S5的分析将在对应掩膜内的建 筑图像进行。 3.根据权利要求1所述的地铁车站施工 中周边建筑物沉降监测管理方法， 其特征在于： 步骤S4中， 首先对掩膜内的建筑图像进行优化处理， 通过Hough变换获得建筑图像中特征直 线对应的( ρ， θ )值； 当( ρ， θ )未发生变化时， 则认为对应建筑物未发生沉降； 当( ρ， θ )变化较为显著时， 则认 为对应建筑物发生 沉降。 4.根据权利要求4所述的地铁车站施工 中周边建筑物沉降监测管理方法， 其特征在于： 通过Hough变换识别出的一条特征直线线 段， 将建筑图像置于坐标系中， 原 点位于建筑图像 左上角， 水平向左为x轴正方向， 竖直向下为y轴正方向， 假设其两端点的坐标为(x1， y1)、 (x2， y2)； 显然， 当x1＝x2时， 有ρ ＝x1＝x2， θ＝0； 当y1＝y2时， 有ρ ＝y1＝y2， θ＝π/2； 当x1≠x2、权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115471691 A 2y1≠y2时， 有 由此可建立起建筑图像中所识别出的建筑轮廓线的( ρ， θ )值。 5.根据权利要求4所述的地铁车站施工 中周边建筑物沉降监测管理方法， 其特征在于： 步骤S5中实际三维空间中坐标 X与建筑图像坐标x的关系可表示如下： 其中r11， ...， r23是实际三维空间建筑物的坐标和摄像机坐标， 为外参矩阵， c1， ...， c3 是由摄像机自身参数决定的常量， c为内参矩阵， τ是比例因子， τ与实际位置X到成像平 面的 距离线性相关。 6.一种建筑物沉降监测管理系统， 其特 征在于， 包括： 摄像机， 用于采集紧邻深基坑两侧的建筑群图像的实时数据； 测管理中心， 用于收集存 储实时采集的建筑群图像数据； 视觉处理模块， 用于分析处 理建筑群图像， 进 而获得对应建筑物的真实沉降值。 7.一种计算机可读存储介质， 其特征在于： 其中存储有多条指令， 所述指令适于由终端 设备的处理器加载并执行权利要求 1‑6中任一项 所述的地铁车站施工中周边建筑物沉降监 测管理方法。 8.一种终端设备， 其特征在于： 包括处理器和计算机可读存储介质， 处理器用于实现各 指令； 计算机可读存储介质用于存储多条指令， 所述指令适于由处理器加载并执行权利要 求1‑6中任一项所述的地铁车站 施工中周边建筑物沉降监测管理方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115471691 A 3