[發(fā)明專利]一種基于SSD的輕量化安全帽檢測方法

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• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112036327A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦良葆;石偉偉;曹雪虹;孔小紅;楊波;孟琳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學院;江蘇量為石科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京睿之博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發(fā)明公開了一種基于SSD的輕量化安全帽檢測方法，包括如下步驟：獲取并制作數(shù)據(jù)集；建立采用SSD?MobileNet級聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的人體檢測模型和安全帽分類檢測模型，人體檢測模型提取人體識別候選邊框，安全帽分類檢測模型在人體識別候選框內(nèi)進行安全帽和頭部的類別識別與位置定位；將訓練集輸入SSD?MobileNet級聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進行訓練，得到網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；將測試集輸入到訓練好的SSD?MobileNet級聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，輸出檢測結(jié)果，即樣本識別類別、置信度以及框的坐標。本發(fā)明能夠有效提取待檢測目標的信息，準確檢測安全帽，且檢測速度快，在復(fù)雜環(huán)境下對變化目標具有較好的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于SSD的輕量化安全帽檢測方法。

背景技術(shù)

按電力人身傷亡事故原因統(tǒng)計，人的不安全行為占到事故總起數(shù)的66％，死亡人數(shù)占到總死亡人數(shù)的56％，人的不安全行為已經(jīng)成為電力事故發(fā)生的主要因素。

其中，不正確佩戴安全帽是人的不安全行為之一。安全帽作為一種常見的個人防護用具，能夠有效地防止和減輕外來危險源對頭部的傷害。根據(jù)規(guī)定，作業(yè)人員在工作時必須遵循：“工作時，應(yīng)穿絕緣鞋和全棉長袖工作服，并戴手套、安全帽和護目鏡，站在干燥的絕緣物上進行”和“任何人進入生產(chǎn)現(xiàn)場(辦公室、控制室、值班室和檢修班組除外)，應(yīng)戴安全帽”。

電力運維人員的主要任務(wù)是對電力設(shè)備進行巡查和檢修，這個過程中往往面臨著較大的風險，高空拋物、意外墜落等情況時有發(fā)生。但是總有些人員安全意識淡薄，存在僥幸心理，不按規(guī)定正確佩戴安全帽的情況屢屢發(fā)生，給電力生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。增強人員的安全意識是降低事故發(fā)生率的根本方法，但是必要的監(jiān)督也是不可或缺的。早期，通過配備專門的安全員人工巡檢來監(jiān)督作業(yè)人員按規(guī)定佩戴安全帽以及制止其他的不安全行為。后來，隨著遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，安全員可以通過監(jiān)控全場的視頻畫面來發(fā)現(xiàn)潛在的風險。但是這兩種方式都需要人為干預(yù)，其缺點主要是：

1、安全員需要高度集中注意力才能同時監(jiān)控多個視頻畫面，對人的體力消耗極大，容易產(chǎn)生疲勞無法保證整個監(jiān)督過程的持續(xù)性與準確性；

2、安全員的情緒、經(jīng)驗、五官感受和性格都會對他的判斷結(jié)果產(chǎn)生影響，存在主觀干擾性。

近幾年，隨著科技的發(fā)展，計算機視覺替代人工成為趨勢。將計算機視覺技術(shù)和遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)控目標的自動檢測，這不僅充分利用了計算機視覺在處理過程中的高效與高速的性能，同時還極大的降低了人的勞動強度。基于計算機視覺的安全帽檢測系統(tǒng)多采用聯(lián)動門禁模式和動態(tài)檢測模式。在聯(lián)動門禁模式時，工作人員如果要進入高危區(qū)域工作，首先要經(jīng)過門禁刷卡，然后通過大門上方的攝像頭檢測工作人員是否佩戴安全帽，若該工作人員未佩戴安全帽則門禁不開啟。在動態(tài)檢測模式時，通過監(jiān)控攝像頭進行實時檢測，若監(jiān)控范圍內(nèi)有工作人員活動，檢測該工作人員是否佩戴安全帽，若未佩戴安全帽則通知后臺監(jiān)控室的安全員及時做出處理。這兩種模式都需要解決安全帽檢測的問題，關(guān)鍵的問題就是如何提高目標安全帽的檢測精度和檢測速度。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種基于SSD的輕量化安全帽檢測方法，采用SSD-MobileNet級聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有效提取待檢測目標的信息，準確檢測安全帽，檢測速度快，在復(fù)雜環(huán)境下對變化目標具有較好的魯棒性。

技術(shù)方案：本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于SSD的輕量化安全帽檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取數(shù)據(jù)：采用公共數(shù)據(jù)集和自制數(shù)據(jù)集作為數(shù)據(jù)集，并將數(shù)據(jù)集按比例分為訓練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集；

S2、制作數(shù)據(jù)集：將公共數(shù)據(jù)集和自制數(shù)據(jù)集混合后統(tǒng)一重命名，進行標注后轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式；