用于岩石工程的测量和取样装置的调平控制方法制造方法及图纸

本申请公开了一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其包括：获取测量和取样装置所要定位的岩体与土体表面的图像；将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得初始特征图；确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域；分别对所述初始特征图的四个感兴趣区域设置掩码，以获得四个掩码特征图；将所述四个掩码特征图分别通过至少一卷积层以获得四个中间特征图并将所述四个中间特征图进行矩阵相乘以获得关联特征图；将所述关联特征图与所述初始特征图进行点乘，以获得分类特征图；以及，将所述分类特征图通过多个全连接层以获得四个输出值，所述四个输出值表示所述四根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。

【技术实现步骤摘要】
用于岩石工程的测量和取样装置的调平控制方法


[0001]本申请涉及人工智能领域，且更为具体地，涉及一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法、系统和电子设备。

技术介绍

[0002]岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。
[0003]岩土工程勘察时需要对勘察地进行测量和取样作业，这就需要测量和取样装置根据测量地的地势快速地调平，否则将导致测量精度低的问题，使用效果不好，并且也会影响取样作业。通常，测量和取样装置通过设置于四角的四根可伸缩的支撑腿来获得支撑，且通过控制这四根支撑腿伸出的长度来进行测量和取样装置的调平。
[0004]因此，期待一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制的技术方案。
[0005]目前，深度学习以及神经网络已经广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、文本信号处理等领域。此外，深度学习以及神经网络在图像分类、物体检测、语义分割、文本翻译等领域，也展现出了接近甚至超越人类的水平。
[0006]近年来，深度学习以及神经网络的发展为用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制提供了新的解决思路和方案。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法、系统和电子设备，其基于深度神经网络并创新了一种反向注意力机制来充分利用特征空间中除被设置反向注意力机制外的特征来提取出足够的关联特征，通过这样的方式，来提高测量和取样装置的调平控制精度。
[0008]根据本申请的一个方面，提供了一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其包括：
[0009]获取测量和取样装置所要定位的岩体与土体表面的图像；
[0010]将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得初始特征图；
[0011]确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域，所述四个感兴趣区域分别与所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置相对应；
[0012]分别对所述初始特征图的四个感兴趣区域设置掩码，以获得四个掩码特征图；
[0013]将所述四个掩码特征图分别通过一个或多个卷积层以获得四个中间特征图并将所述四个中间特征图进行矩阵相乘以获得关联特征图；
[0014]将所述关联特征图与所述初始特征图进行点乘，以获得分类特征图；
[0015]将所述分类特征图通过多个全连接层以获得四个输出值，所述四个输出值表示所述四根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。
[0016]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，将所述岩体与土体表面图像通过卷积神经网络以获得初始特征图，包括：将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得第一特征图；从所述卷积神经网络的的第N层获取纹理特征图，N为大于等于4且小于等于6的正整数；将所述纹理特征图进行归一化处理以将所述纹理特征图中各个像素位置的值映射到0到1的区间内；基于预设阈值对归一化后的所述纹理特征图中各个位置的值进行转化，以获得纹理特征掩码图；以及，将所述纹理特征图掩码图与所述第一特征图进行点乘以获得所述初始特征图。
[0017]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，在所述岩体与土体表面的图像中，所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置以目标候选框的方式进行标注，其中，确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域，包括：确定所述初始特征图中所述目标候选框所框选的区域为所述初始特征图中的四个感兴趣区域。
[0018]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，所述目标候选框的形状和尺寸与所述测量和取样装置的四根支撑腿的底面形状和尺寸相一致。
[0019]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域，进一步包括：确定所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置；以及，基于所述四个目标候选框的位置分布调整所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置，以使得所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置以关于中心点对称的方式分布。
[0020]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，在分别对所述初始特征图的四个感兴趣区域设置掩码，以获得四个掩码特征图中，所述掩码的尺寸和形状与所述目标候选框的尺寸和形状相一致。
[0021]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法中，所述卷积神经网络为ResNet 50。
[0022]根据本申请的另一方面，提供了一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制系统，包括：
[0023]定位图像获取单元，用于获取测量和取样装置所要定位的岩体与土体表面的图像；
[0024]初始特征图生成单元，用于将所述定位图像获取单元获得的所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得初始特征图；
[0025]感兴趣区域确定单元，用于确定所述初始特征图生成单元获得的所述初始特征图中的四个感兴趣区域，所述四个感兴趣区域分别与所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置相对应；
[0026]掩码特征图生成单元，用于分别对所述初始特征图生成单元获得的所述初始特征图的四个感兴趣区域设置掩码，以获得四个掩码特征图；
[0027]关联特征图生成单元，用于将所述掩码特征图生成单元生成的所述四个掩码特征图分别通过一个或多个卷积层以获得四个中间特征图并将所述四个中间特征图进行矩阵相乘以获得关联特征图；
[0028]分类特征图生成单元，用于将所述关联特征图生成单元获得的所述关联特征图与所述初始特征图生成单元获得的所述初始特征图进行点乘，以获得分类特征图；
[0029]编码单元，用于将所述分类特征图生成单元生成的所述分类特征图通过多个全连接层以获得四个输出值，所述四个输出值表示所述四根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。
[0030]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制系统中，所述初始特征图生成单元，包括：第一特征图生成子单元，用于将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得第一特征图；纹理特征图生成子单元，用于从所述卷积神经网络的的第N层获取纹理特征图，N为大于等于4且小于等于6的正整数；归一化处理子单元，用于将所述纹理特征图进行归一化处理以将所述纹理特征图中各个像素位置的值映射到0到1的区间内；纹理特征掩码图生成子单元，用于基于预设阈值对归一化后的所述纹理特征图中各个位置的值进行转化，以获得纹理特征掩码图；以及，点乘子单元，用于将所述纹理特征图掩码图与所述第一特征图进行点乘以获得所述初始特征图。
[0031]在上述用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制系统中，在所述岩体与土体表面的图像中，所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置以目标候选框的方式进行标注，其中，所述感兴趣区域确定单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其特征在于，包括：获取测量和取样装置所要定位的岩体与土体表面的图像；将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得初始特征图；确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域s，所述四个感兴趣区域分别与所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置相对应；分别对所述初始特征图的四个感兴趣区域设置掩码，以获得四个掩码特征图；将所述四个掩码特征图分别通过一个或多个卷积层以获得四个中间特征图并将所述四个中间特征图进行矩阵相乘以获得关联特征图；将所述关联特征图与所述初始特征图进行点乘，以获得分类特征图；将所述分类特征图通过多个全连接层以获得四个输出值，所述四个输出值表示所述四根支撑腿各自所需伸出的长度的数值。2.根据权利要求1所述的用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其中，将所述岩体与土体表面图像通过卷积神经网络以获得初始特征图，包括：将所述岩体与土体表面图像输入卷积神经网络以获得第一特征图；从所述卷积神经网络的的第N层获取纹理特征图，N为大于等于4且小于等于6的正整数；将所述纹理特征图进行归一化处理以将所述纹理特征图中各个像素位置的值映射到0到1的区间内；基于预设阈值对归一化后的所述纹理特征图中各个位置的值进行转化，以获得纹理特征掩码图；以及将所述纹理特征图掩码图与所述第一特征图进行点乘以获得所述初始特征图。3.根据权利要求1所述的用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其中，在所述岩体与土体表面的图像中，所述测量和取样装置的四根支撑腿与所述岩体与土体表面要接触的位置以目标候选框的方式进行标注；其中，确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域，包括：确定所述初始特征图中所述目标候选框所框选的区域为所述初始特征图中的四个感兴趣区域。4.根据权利要求3所述的用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其中，所述目标候选框的形状和尺寸与所述测量和取样装置的四根支撑腿的底面形状和尺寸相一致。5.根据权利要求4所述的用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其中，确定所述初始特征图中的四个感兴趣区域，进一步包括：确定所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置；以及基于所述四个目标候选框的位置分布调整所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置，以使得所述四个目标候选框在所述初始特征图中的位置以关于中心点对称的方式分布。6.根据权利要求5所述的用于岩土工程的测量和取样装置的调平控制方法，其中，在分别对所述初始特征图的四个...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱朝昱，
申请(专利权)人：南京弘新信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：