[發明專利]基于多種特征的變電站作業人員鑒別及定位方法

在審

• 申請號: 202110301911.8
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112966638A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王劉旺;萬能;姚影;汪曉;呂磅;章海斌;孫昌華;孫歆
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網安徽省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種基于多種特征的變電站作業人員鑒別及定位方法。本發明采用的技術方案為，離線準備階段：構建變電站平面坐標系，確定站內所有攝像頭的位置坐標，并建立攝像頭拍攝覆蓋區域到站內坐標的映射關系；構建并訓練人體與人臉檢測模塊、人臉特征提取模塊及人臉匹配模塊、步態特征提取模塊及步態匹配模塊；在線應用階段：通過攝像頭獲取監控視頻流，獲取作業人員的人臉和步態特征，以人臉為主、步態為輔的互補方式區分多個統一著裝的作業人員；根據攝像頭拍攝覆蓋區域到平面坐標的映射關系計算作業人員當前位置。本發明可有效解決統一著裝作業人員在人臉獲取困難時的身份鑒別難的問題，結合攝像頭可實現人員的初步定位及軌跡跟蹤。

技術領域

本發明屬于智能視頻監控領域，涉及一種基于多種特征的變電站作業人員鑒別及定位方法，可應用于變電站的視頻監控系統。

背景技術

隨著無人值守變電站的建設，基于攝像頭的視頻監控技術在變電站中的應用得到普及，為變電站內設備及周界環境安全提供了可靠而有效的監控手段。然而，隨著電力需求持續增長，變電站數量也相應增長。

目前，變電站內的作業人員管理和行為管控大多數情況下完全依靠人工核查和監護，高度依賴人員責任心。雖然已經出現了依靠信息化視頻監控技術進行作業現場的安全管控手段，但是作業現場的監控視頻仍需要人工觀看核查，大量的現場實時視頻需要大量人工查看，人力有限，無法同時顧及所有視頻畫面，也就無法實現全方位無死角的管控。同時，作業人員因工作需求統一著裝，進入變電站之后很難區分，也就難以實現對作業人員的動態定位，以及進一步的行動軌跡繪制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種基于多種特征的變電站作業人員鑒別及定位方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：基于多種特征的變電站作業人員鑒別及定位方法，其包括離線準備階段和在線應用階段；

所述的離線準備階段：首先，構建變電站平面坐標系，確定變電站內所有攝像頭的位置坐標，并建立攝像頭拍攝覆蓋區域到平面坐標的映射關系；其次，構建并訓練人體檢測模塊、人臉檢測模塊、人臉特征提取模塊、人臉匹配模塊、步態特征提取模塊和步態匹配模塊；

所述的在線應用階段：首先，通過攝像頭獲取監控視頻流，由人體檢測模塊、人臉檢測模塊、人臉特征提取模塊和步態特征提取模塊獲取作業人員的人臉和步態特征，以人臉為主、步態為輔的互補方式區分多個統一著裝的作業人員；然后，根據攝像頭拍攝覆蓋區域到平面坐標的映射關系計算作業人員當前位置。

本發明引入了步態特征，可有效解決統一著裝作業人員在人臉獲取困難時的身份鑒別難的問題，結合攝像頭可實現作業人員的初步定位及軌跡跟蹤，且實施方案簡單易行，易于推廣，可作為變電站視頻監控系統的擴展功能。

作為上述方法的補充，所述離線準備階段的具體步驟如下：

步驟1，建立變電站平面坐標系；

步驟2，對變電站內所有攝像頭進行編號，并建立攝像頭及視角到該視角下所拍攝的模板圖像的映射關系，記為f(攝像頭編號，視角標識)＝模板圖像；

步驟3，將模板圖像均分為若干子區域，建立模板圖像中各子區域編號到變電站內坐標的映射關系，記為f(模板圖像，子區域編號)＝站內坐標；

步驟4，構建并訓練基于目標檢測算法的人體檢測模塊；

步驟5，構建并訓練基于目標檢測算法的人臉檢測模塊；

步驟6，構建并訓練人臉特征提取模塊和人臉匹配模塊；

步驟7，構建并訓練步態特征提取模塊和步態匹配模塊；

步驟8，構建人臉特征數據庫和步態特征數據庫，初始為空。

作為上述方法的補充，所述在線應用階段的具體步驟如下：