[發明專利]一種滾筒內部作業安全防護系統以及方法

有效

• 申請號: 202010894501.4
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111986416B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 周宣;曹琛;宣義友;徐鵬
• 申請（專利權）人: 安徽中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G08B7/06
• 分類號: G08B7/06;G08B25/10;H04N7/18;G06F16/583;G06V40/10;G06V10/44
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種滾筒內部作業安全防護系統，其特征包括：終端、服務器、工控機、數據庫；

所述數據庫里存儲有工作人員在不同的工作環境中遇到的危險姿態的輪廓特征模型以及人員信息；

所述服務器是核心部分，并由影像識別模塊、三維立體成像模塊、預警模塊組成，用于完成系統運算和信息處理；

所述三維立體成像模塊采用多個定位傳感器布置于滾筒的上方外部環境從而構建三維立體定位區域，并根據多個定位傳感器所采集的外部定位信號構建滾筒三維立體模型并存入所述數據庫，工作人員隨身攜帶定位標簽進入滾筒三維立體定位區域中時，定位標簽每隔一段時間發送一次人物定位信號給數據庫，所述數據庫讀取所述標簽中的人員信息并與數據庫中已建立的人員信息相匹配；再根據滾筒立體區域中的定位傳感器所發送的外部定位信號，通過雙曲線算法對所接受到的人物定位信號進行定位計算，確定標簽所對應的工作人員在滾筒中的位置，即定位標簽位置信息；

所述工控機包括控制信號模塊；所述控制信號模塊利用PLC讀取滾筒安全門限位開關的通斷信號；所述工控機根據滾筒安全門限位開關的通斷信號來識別滾筒設備所處于的狀態，包括：安全門打開或安全門關閉；若為安全門打開狀態，則所述控制信號模塊利用PLC讀取設置在安全門上的光柵檢測裝置的通斷信號；同時，利用計時器進行計時；所述工控機根據光柵檢測裝置的通斷信號判斷是否有人進入滾筒作業，若有人進入，則直接發送監控信號給服務器；

服務器根據監控信號啟用終端的攝像頭；所述終端采用攝像頭對滾筒內部進行影像掃描，獲取滾筒內部工作人員影像，并發送給所述影像識別模塊；在啟用所述終端中的攝像頭同時，所述三維立體成像模塊一并啟用；

所述影像識別模塊包括影像分析模塊和圖像對比模塊；

所述影像分析模塊對滾筒內影像中人物進行輪廓特征分析，得到人物輪廓特征模型并與所述定位標簽位置信息相疊加，生成進入立體滾筒內工作人員模擬圖像并發送給所述終端用于查看；

所述圖像對比模塊根據所述人物輪廓特征模型從所述數據庫的輪廓特征模型中進行檢索和匹配，若能匹配到相應人物輪廓特征所屬的危險姿態，則將所采集的影像發送給所述終端，并發送控制信號給所述預警模塊；若不能匹配到，則直接存儲所述影像；

所述預警模塊根據所述控制信號控制所述PLC實現本地聲光報警，并發送相應滾筒預警視頻鏈接給管理人員的終端；

所述工控機根據計時器的計時結果判斷是否超過作業時間，若超過，則將報警信號傳遞給預警模塊以實現本地聲光報警。

2.一種滾筒內部作業防護方法，其特征是應用于由終端、服務器、工控機及數據庫構成的網絡環境中，并包括如下步驟：

步驟1、在所述數據庫中建立工作人員在不同的工作環境中遇到的危險姿態的輪廓特征模型，并錄入人員信息；

步驟2、在滾筒的上方外部環境中布置多個定位傳感器，用于構建三維立體定位區域；所述服務器根據所采集的外部定位信號構建滾筒三維立體模型并存入所述數據庫；

步驟3、工作人員隨身攜帶定位標簽進入滾筒三維立體定位區域中，定位標簽每隔一段時間發送一次人物定位信號給數據庫；

步驟4、所述數據庫讀取所述標簽中的人員信息并與數據庫中已建立的人員信息相匹配；

步驟5、所述數據庫根據滾筒立體區域中的定位傳感器所發送的外部定位信號，通過雙曲線算法對所接受到的人物定位信號進行定位計算，確定標簽所對應的工作人員在滾筒中的位置，即定位標簽位置信息；

步驟6、所述工控機利用自身PLC模塊獲取滾筒安全門限位開關的通斷信號，并識別滾筒設備所處于的狀態，包括：安全門打開或安全門關閉；若為安全門打開狀態，則利用PLC讀取設置在安全門上的光柵檢測裝置的通斷信號；同時，利用計時器進行計時；

步驟7、所述工控機根據光柵檢測裝置的通斷信號判斷是否有人進入滾筒作業，若有人進入，則直接發送監控信號給服務器；

步驟8、服務器根據監控信號啟用終端的攝像頭；所述終端采用攝像頭對滾筒進行影像掃描，獲取滾筒內工作人員影像，并發送給所述服務器；

步驟9、所述服務器對滾筒內工作人員影像進行輪廓特征分析，得到人物輪廓特征并模型與所述定位標簽位置信息相疊加，生成進入立體滾筒內工作人員模擬圖像并發送給所述終端用于查看；

步驟10、所述服務器根據所述人物輪廓特征模型從所述數據庫的輪廓特征模型中進行檢索和匹配，若能匹配到相應人物輪廓特征所屬的危險姿態，則將所采集的影像發送給所述終端，并發送控制信號給所述工控機；若不能匹配到，則直接存儲所述影像；

步驟11、所述工控機根據所述控制信號控制所述PLC模塊實現本地聲光報警，并發送相應滾筒預警視頻鏈接給管理人員的終端；

步驟12、所述工控機根據計時器的計時結果判斷是否超過作業時間，若超過，則控制所述PLC模塊實現本地聲光報警。