[發明專利]一種基于視覺分析檢測施工現場跨越臨時圍欄的方法

在審

• 申請號: 202010465160.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111681382A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 徐建斌;張志剛;何恩超;王強;杜艷潔;張懷硯;李舒楨;陳偉亞;王海龍
• 申請（專利權）人: 天津市三源電力設備制造有限公司
• 主分類號: G08B13/196
• 分類號: G08B13/196;H04N7/18;G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于視覺分析檢測施工現場跨越臨時圍欄的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、分別采集施工人員和臨時圍欄樣本圖片，訓練深度卷積神經目標檢測網絡，構建施工人員和臨時圍欄檢測器；

步驟2、實時采集施工現場攝像頭圖片，調用步驟1中訓練得到的檢測器，如未檢測到圍欄，則N秒之后繼續采集施工現場攝像頭圖片，如未檢測到施工人員，則繼續采集施工現場攝像頭圖片，否則進入步驟3，其中N為系統設定閾值；

步驟3、將步驟2中檢測到的施工人員初始化為跟蹤目標隊列；

步驟4、使用卡爾曼濾波器觀測空間的協方差矩陣對跟蹤目標隊列的狀態進行預測，得到預測結果p；讀取攝像頭實時視頻幀f，調用步驟1中訓練得到的檢測器，得到施工人員在視頻幀f中的位置d；

步驟5、將跟蹤結果集合t和檢測結果集合d進行匹配，并將匹配的檢測結果加入到該施工人員的運動軌跡中；

步驟6、檢測視頻幀f中的圍欄位置，將圍欄矩形框左下角坐標記為(x₁，y₁)，右下角坐標記為(x₂，y₂)，，(x₁，y₁)和(x₂，y₂)構成線段判斷與施工人員運動軌跡是否有交點，如存在交點，則表明施工人員存在跨越圍欄的行為，則報警；

步驟7、將步驟5中的未匹配隊列剔除，將未匹配d增加到跟蹤目標隊列中，更新卡爾曼濾波器觀測空間的協方差矩陣，回到步驟4。

2.根據權利要求1所述的基于視覺分析檢測施工現場跨越臨時圍欄的方法，其特征在于：步驟4包括如下子步驟：

步驟4.1記施工人員在視頻幀中的中心坐標為(cx,cy)，目標高度為h，目標寬度為w，以及各自的速度變化構成的8維向量x＝[cx，cy，h，w，vx，vy，vh，vw]為卡爾曼濾波器當前狀態；其中vx,vy,vh,vw表示各自的速度變化；

步驟4.2設定施工人員在兩幀視頻間隔時間t內以勻速運動，則預測結果p的狀態為：p＝Fx，其中F為線性觀測模型：

其中，dt是兩幀之間的差。

3.根據權利要求1所述的基于視覺分析檢測施工現場跨越臨時圍欄的方法，其特征在于：步驟5包括如下子步驟：

步驟5.1使用馬氏距離刻畫跟蹤集合t和檢測集合d之間的匹配程度，馬氏距離定義如下，其中S_i是卡爾曼濾波器觀測空間的協方差矩陣：

其中，d_j和t_j分別表示集合t和集合d中一個對象，該對象用步驟4.1中的8維向量x表示；

步驟5.2提取跟蹤集合t和檢測集合d所在框圖的顏色直方圖作為各自區域施工人員的表觀特征，計算表觀特征之間的余弦距離：

dis⁽²⁾(ij)＝cos(f(d_j)，f(t_i))

其中，f表示提取該行人的直方圖特征

步驟5.3結合步驟5.1和5.2的兩種度量距離，得到最終的度量距離，選擇最小距離的匹配對作為成功匹配對，更新該跟蹤人員的運動軌跡：

dis(i，j)＝λdis⁽¹⁾(i，j)+(1-λ)dis⁽²⁾(i，j)

其中，λ是經驗值，取0.5。