[發明專利]施工現場的人機碰撞預警方法及系統

有效

• 申請號: 202010970370.3
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN111931706B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 方東平;古博韜;吳言坤;張頂立;郭紅領;黃玥誠;苗春剛;陳健正;周予啟
• 申請（專利權）人: 清華大學;中鐵十四局集團有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/40;G06K9/46;G06K9/62;G08B21/02
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理事務所(普通合伙) 11756
• 代理人: 張攀

1.一種施工現場的人機碰撞預警系統，其特征在于，包括：

數據采集模塊，用于通過設置在施工現場的移動式機械設備上的多個雙目攝像頭和多個傳感器分別采集施工現場的當前圖像數據、深度圖像數據和機械設備的運動數據；

處理模塊，連接至所述數據采集模塊，用于對每個當前圖像數據進行分析處理，以確定每個當前圖像數據中的工人輪廓像素坐標，并根據所述工人輪廓像素坐標、深度圖像數據和對應的機械設備的運動數據確定每個當前圖像數據中工人與機械設備之間的距離和工人的安全帽顏色組合；

風險識別模塊，連接至所述處理模塊，用于根據所述每個當前圖像數據中工人與機械設備之間的距離和工人的安全帽顏色組合，識別所述當前圖像數據對應的風險等級，其中，風險等級包括高風險等級、中等風險等級和低風險等級；

預警模塊，連接至所述風險識別模塊，用于根據所述風險等級，確定對應的人機碰撞預警提示方式進行提示；

所述處理模塊包括：

降噪單元，用于對每個當前圖像數據進行數據降噪處理，以得到處理后的圖像數據；

計算單元，用于采用MASK-RCNN算法對處理后的圖像數據進行計算，以獲得所述圖像數據中的每個工人的工人輪廓像素坐標；

距離確定單元，用于根據所述工人輪廓像素坐標的中心點坐標、所述深度圖像數據確定每個工人和對應的機械設備之間的距離；

級別確定單元，用于根據每個工人和對應的機械設備之間的距離和所述機械設備的運動數據識別每個工人對應的目標風險距離級別，并刪除距離大于風險距離閾值的工人的識別結果；

個數確定單元，用于根據每個未刪除工人的所述目標風險距離級別和預設的風險距離級別與像素點個數的對應關系，確定與所述目標風險距離級別對應的目標像素點個數；

數值確定單元，用于按照所述目標像素點個數，從所述工人輪廓像素坐標的頂點下方獲取像素點作為顏色錨點，以確定所述工人的安全帽的HSV數值；

顏色判斷單元，用于根據所述安全帽的HSV數值判斷所述工人的安全帽的顏色，以得到每個當前圖像數據對應的安全帽的顏色組合。

2.根據權利要求1所述的施工現場的人機碰撞預警系統，其特征在于，所述風險識別模塊包括：

獲取單元，用于獲取海量圖像數據和每個圖像數據對應的工人安全帽的顏色組合；

聚類單元，用于通過聚類算法對所述海量圖像數據中工人安全帽的顏色組合出現的頻次進行聚類處理，以將所述海量圖像數據劃分為低頻次組合、中等頻次組合和高頻次組合；

查找單元，用于在所述海量圖像數據對應的工人安全帽顏色組合中查找與所述每個當前圖像數據中工人的安全帽顏色組合對應的目標組合，得到查找結果；

風險確定單元，用于根據查找結果確定當前圖像數據對應的風險等級。

3.根據權利要求2所述的施工現場的人機碰撞預警系統，其特征在于，所述風險確定單元還用于：

當查找到所述目標組合時，根據所述目標組合所屬的頻次組合確定對應的風險等級；

其中，低頻次組合對應高風險等級、中等頻次組合對應中等風險等級，高頻次組合對應低風險等級；

當未查找到所述目標組合時，確定對應的風險等級為高風險等級。

4.根據權利要求1所述的施工現場的人機碰撞預警系統，其特征在于，所述預警模塊用于：

當所述風險等級為高風險等級時，輸出蜂鳴和語音提示，以提示工人降低安全風險。