[發明專利]一種基于機器視覺技術預警工人與動態危險源的方法

在審

• 申請號: 202011640580.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112799339A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 胡啟軍;黃雨格;何樂平
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及安全監控技術領域的一種基于機器視覺技術預警工人與動態危險源的方法，其包括以下步驟：通過視頻數據采集設備對施工現場的監控圖像進行獲取，對圖像中的工人、機械對象進行目標動態識別與跟蹤；其次，根據圖像信息提取裝置對圖像中目標對象的關鍵信息自動化提取，輸出(d_i，v_i，c_i)；接著，將數據輸入至安全評估裝置中利用模糊神經網絡將安全風險前兆語義整合至一個安全狀態系數，根據設定的安全警示值進行施工現場安全狀態智能判定，根據安全狀態發出警報；最后，安全系數與圖像返回至顯示屏。本發明采用了機器視覺技術與模糊神經網絡結合的方法，通過拍攝圖像中信息的自動化提取，構建土方工程施工中動態危險接近工人安全狀態預警系統，操作簡單，提高了安全監控的效率與及時性，大大減少了安全事故發生的概率。

技術領域

本發明涉及安全監控技術領域，特別指一種基于機器視覺技術預警工人與動態危險源的方法。

背景技術

隨著城市化建設的不斷發展，建筑業已成為推動城市化建設不可或缺的行業之一，施工安全至關重要。施工過程中工人在與施工機械進行交互工作時都可能引發碰撞等安全事故，如土方工程中運輸、傾倒貨物。有關數據表明，與施工機械設備碰撞相關而引起的傷害具有相當程度的占比。當施工機械過度接近工人時，施工機械便可視為動態危險源。一方面，工人過度靠近危險源，諸如運行中的機械設備等，是土方工程施工現場顯著的安全隱患；另一方面，由于地下工程施工現場的復雜性，例如場地布局、地質條件以及施工工藝等，導致施工機械與工人在交互工作過程中彼此的安全風險增加。

然而，施工安全的監測普遍是單獨針對工人的不安全行為或者施工現場機械的不安全進行預防控制管理，管控對象較單一。而在實際土方工程施工現場，工人與施工機械交互作業發生碰撞事故的例子不可忽視，因此針對土方工程施工現場工人與動態危險源(移動中的施工機械)之間的碰撞安全事故預防控制管理，如何提供一種基于機器視覺技術預警工人與動態危險源的方法，避免施工工人與附近機械交互工作時的安全隱患，減少安全事故發生概率成為亟需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：對土方工程施工現場施工工人與動態危險源(移動中的施工機械)之間的安全狀態進行實時預警，進而降低工人與機械交互工作時發生事故的概率。

技術方案：本發明的一種基于機器視覺技術預警工人與動態危險源的方法，包括以下步驟：

步驟1：通過視頻數據采集設備對土方工程施工現場的監控圖像進行獲取。

步驟2：通過目標追蹤裝置對圖像中的工人、機械對象進行目標動態識別與跟蹤。

步驟3：利用圖像信息提取裝置進行圖像中目標對象的關鍵信息自動化提取；首先，對所檢測與跟蹤到的目標，即工人與施工機械，做二分類處理；其次，計算并記錄工人與施工機械之間的距離d_i；接下來，提取分別用于工人與施工機械安全評估的運動速度信息v_i；最后，進行擁擠度的提取c_i，所得結果(d_i，v_i，c_i)根據傳輸線輸至安全評估裝置。

步驟4：在安全評估裝置中提前設置警示值。

步驟5：數據(d_i，v_i，c_i)輸入至安全評估裝置中，利用模糊神經網絡將安全風險前兆語義整合至一個安全狀態系數，進行施工現場安全狀態智能判定，安全系數返回顯示屏。

步驟6：警報系統發出信號。

進一步地，所述的視頻數據采集設備上設置攝像機、感應器、照明燈；所述的攝像機采用單目攝像機，以俯瞰的角度獲取現場工人與機械交互工作監控圖像數據，夾持架對其進行固定，通過支撐結構與安全狀態評估系統連接；所述的感應器用于感應目標動態移動；所述的照明燈用于夜間照明；所述的土方工程施工現場中施工工人與施工機械進行動態活動。