[發(fā)明專利]施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010074149.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111275923B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方東平;郭紅領(lǐng);古博韜;張沛堯;黃玥誠(chéng);苗春剛;周予啟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08B21/02
• 分類(lèi)號(hào): G08B21/02;G08G1/16;H04N7/18
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11756
• 代理人: 祝妍

1.一種施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊，用于通過(guò)設(shè)置在施工現(xiàn)場(chǎng)的移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備上的多個(gè)雙目攝像頭采集施工現(xiàn)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；

處理模塊，連接至所述采集模塊，用于從所述圖像數(shù)據(jù)中選取出圖像中含有工人的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)每個(gè)目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)確定工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離；

報(bào)警模塊，用于根據(jù)所述工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離，確定對(duì)應(yīng)的人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式進(jìn)行提示；

所述處理模塊包括：

識(shí)別單元，用于通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法從所述圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別出圖像中含有工人的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并確定每個(gè)目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)中工人的人體范圍對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)；

深度計(jì)算單元，用于通過(guò)雙目視覺(jué)算法計(jì)算出所述目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體到所述攝像頭的深度距離；

距離確定單元，用于確定每個(gè)所述人體范圍的中心點(diǎn)坐標(biāo)，并以所述中心點(diǎn)坐標(biāo)為基準(zhǔn)坐標(biāo)，等距離的在所述人體范圍內(nèi)取5×5個(gè)目標(biāo)像素點(diǎn)，根據(jù)所有目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度距離的極差與5的商為距離，生成頻數(shù)分布直方圖，將頻數(shù)最大的直方圖中包含的所有目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度距離的平均值確定為所述工人與所述雙目攝像頭之間的距離；

獲取單元，獲取每個(gè)雙目攝像頭與正北方向所成的絕對(duì)角度，以及每個(gè)雙目攝像頭與對(duì)應(yīng)的施工現(xiàn)場(chǎng)的工人之間的相對(duì)角度；

距離計(jì)算單元，用于根據(jù)工人與所述雙目攝像頭之間的距離，以及所述絕對(duì)角度和所述相對(duì)角度，計(jì)算出所述工人與所述移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備之間的距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述深度學(xué)習(xí)算法包括：CNN算法、ResNet算法和Unet算法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警模塊包括：

第一報(bào)警單元，用于當(dāng)所述工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離小于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，通過(guò)第一人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式進(jìn)行提示，所述第一人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式包括界面顯示和聲音報(bào)警；

第二報(bào)警單元，用于當(dāng)所述工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離大于或者等于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，通過(guò)第二人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式進(jìn)行提示，所述第二人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式包括界面顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

閾值確定模塊，用于通過(guò)德?tīng)柗品ǚ椒ù_定所述預(yù)設(shè)距離閾值。

5.一種施工現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)碰撞預(yù)警方法，其特征在于，包括：

通過(guò)設(shè)置在施工現(xiàn)場(chǎng)的移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備上的多個(gè)雙目攝像頭采集施工現(xiàn)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)；

從所述圖像數(shù)據(jù)中選取出圖像中含有工人的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)每個(gè)目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)確定工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離；

根據(jù)所述工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離，確定對(duì)應(yīng)的人機(jī)碰撞預(yù)警提示方式進(jìn)行提示；

所述從所述圖像數(shù)據(jù)中選取出圖像中含有工人的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)每個(gè)目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)確定工人與機(jī)械設(shè)備之間的實(shí)際距離，包括：

通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法從所述圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別出圖像中含有工人的目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并確定每個(gè)目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)中工人的人體范圍對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的坐標(biāo)，所述深度學(xué)習(xí)算法包括：CNN算法、ResNet算法和Unet算法；

通過(guò)雙目視覺(jué)算法計(jì)算出所述目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體到所述攝像頭的深度距離；

確定每個(gè)所述人體范圍的中心點(diǎn)坐標(biāo)，并以所述中心點(diǎn)坐標(biāo)為基準(zhǔn)坐標(biāo)，等距離的在所述人體范圍內(nèi)取5×5個(gè)目標(biāo)像素點(diǎn)，根據(jù)所有目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度距離的極差與5的商為距離，生成頻數(shù)分布直方圖，將頻數(shù)最大的直方圖中包含的所有目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度距離的平均值確定為所述工人與所述雙目攝像頭之間的距離；

獲取每個(gè)雙目攝像頭與正北方向所成的絕對(duì)角度，以及每個(gè)雙目攝像頭與對(duì)應(yīng)的施工現(xiàn)場(chǎng)的工人之間的相對(duì)角度；

根據(jù)工人與所述雙目攝像頭之間的距離，以及所述絕對(duì)角度和所述相對(duì)角度，計(jì)算出所述工人與所述移動(dòng)式機(jī)械設(shè)備之間的距離。