CN104834910B - 机车乘务员防作弊饮酒检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置和方法，属于图像识别技术领域。本发明通过采集乘务员饮酒检测时的图像，对采集到图像进行人脸识别，确认乘务员的身份；以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸；若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。通过上述过程，本发明实现了对饮酒检测过程中作弊现象的检测，杜绝了乘务员在饮酒检测过程中他人替检的情况，特别适用于在段外、驻点外或行车途中机车乘务员出退勤时的饮酒检测过程。

Description

机车乘务员防作弊饮酒检测装置和方法
技术领域
本发明涉及一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置和方法，属于图像识别技术领域。
背景技术
为了提高铁路机车行车安全，防止机车乘务员酒后上岗，乘务员出退勤时要进行酒精检测，目前对于乘务员出退勤酒精检测大都采用一般的酒精检测仪，而这种检测仪只能检测出乘务员呼出气体中的酒精含量，无法保证乘务员的身份。有固定出勤点的地方可通过现场安全工作管理制度实现饮酒检测过程中的时时监测，防止他人替检；但是对于在段外、驻点外或行车途中的管理相对困难，无法对其进行实时监控，导致乘务员在检测酒精过程中可能会出现让他人替检的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置和方法，以解决目前乘务员在检测酒精过程中可能会出现让他人替检的作弊问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置，该装置包括控制器以及与之连接的图像采集单元、饮酒检测单元和人脸跟踪识别单元，
所述饮酒检测单元用于完成机车乘务员呼出气体中酒精含量的检测；
所述图像采集单元用于采集乘务员饮酒检测时的视频图像；
所述人脸跟踪识别单元用于对图像采集单元采集到图像进行人脸识别和跟踪，并将结果发送给控制器；
所述控制器用于根据人脸跟踪识别单元所识别出的人脸图像确认乘务员的身份，使人脸跟踪识别单元以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，控制器根据跟踪识别结果判断是否能一直跟踪识别到目标人脸，并在出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。
所述的人脸采集单元为红外和彩色双摄像头模块，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，红外摄像头、彩色摄像头和红外LED灯均通过USB接口连接至控制器。
所述控制器的输出端还连接有报警器，当控制器判断乘务员有作弊现象时，控制报警器发出警报。
所述控制器的输出端还连接有显示器，用于显示图像采集单元采集到的视频图像。
所述人脸跟踪识别单元采用Adaboost人脸检测算法和Context Tracking跟踪算法，对人脸采集单元采集到的机车乘务员人脸进行识别和跟踪。
本发明还提供了一种机车乘务员防作弊饮酒检测方法，该检测方法包括以下步骤：
1)采集乘务员饮酒检测时的图像；
2)对采集到图像进行人脸识别，确认乘务员的身份；
3)以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸；
4)若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。
所述当乘务员重新进行饮酒检测时，需重新确认其身份。
所述步骤2)中的人脸识别采用Adaboost人脸检测算法实现。
所述步骤3)中人脸跟踪采用Context Tracking跟踪算法实现。
所述步骤1)中图像的采集是利用红外和彩色双摄像头模块实现的，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，白天时采用彩色摄像头实现图像采集，夜里采用红外摄像头实现图像采集。
本发明的有益效果是:本发明通过采集乘务员饮酒检测时的图像，对采集到图像进行人脸识别，确认乘务员的身份；以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸；若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。通过上述过程，本发明实现了对饮酒检测过程中作弊现象的检测，杜绝了乘务员在饮酒检测过程中他人替检的情况，特别适用于在段外、驻点外或行车途中机车乘务员出退勤时的饮酒检测过程。
附图说明
图1是本发明机车乘务员防作弊饮酒检测装置的结构示意图；
图2是人脸采集单元的原理示意图；
图3是本发明机车乘务员防作弊饮酒检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置的实施例
如图1所示，本发明的机车乘务员防作弊饮酒检测装置包括控制器以及与控制器连接的图像采集单元、饮酒检测单元和人脸跟踪识别单元，饮酒检测单元用于检测乘务员体内的酒精含量，图像采集单元用于采集乘务员饮酒检测时的图像，人脸跟踪识别单元用于对图像采集单元采集到的图像进行人脸识别和跟踪，并将结果发送给控制器，控制器根据人脸跟踪识别单元的识别结果判断乘务员是否作弊，当人脸跟踪识别单元在设定时间内跟踪不到目标人脸时，控制器判断乘务员出现作弊现象。
其中图像采集单元为红外和彩色双摄像头模块，如图2所示，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，红外摄像头、彩色摄像头和红外LED灯均通过USB接口连接至控制器。白天时，控制器控制彩色摄像头工作，夜里，控制器控制红外摄像头和红外LED灯工作，保证任何时间都能实现防作弊饮酒检测；控制器内存储有机车上所有乘务员的信息，包括身份以及与之对应的人脸信息；饮酒检测模块用来完成机车乘务员呼出气体中酒精含量的检测，可采用市场上一般的酒精检测仪；人脸跟踪识别单元首先用于对图像采集单元采集到饮酒检测图像进行人脸识别，根据控制器内存储的乘务员信息，确定饮酒检测乘务员的身份，并以确认身份的乘务员为目标人脸，采用Adaboost人脸检测算法和Context Tracking算法对视频中的目标人脸进行跟踪，并将跟踪结果返回给控制器，控制器根据跟踪结果判断饮酒检测过程中是否出现作弊现象。
此外，本实施例中的防作弊饮酒检测装置还包括报警器和显示器，报警器和显示器均与控制器连接，报警器用于在控制器检测到饮酒中出现作弊现象时进行报警，显示器用于显示图像采集单元拍摄到的图像信息。
该防作弊饮酒检测装置的工作过程如下：当需要对乘务员进行酒精检测时，启动饮酒检测单元，控制器根据饮酒检测单元启动信号控制图像采集单元工作，白天时，控制器控制彩色摄像头开启，晚上时，控制器控制红外摄像头开启；图像采集单元采集乘务员饮酒检测的图像并将其发送给控制器；控制器调用人脸跟踪识别单元对接收到饮酒检测图像进行人脸识别，人脸跟踪识别单元采用Adaboost人脸检测算法对人脸进行识别，控制器将人脸跟踪识别单元识别出的人脸信息与控制器内存储的机车上所有乘务员的人脸以及与之对应的身份信息进行比较，从而确认乘务员的身份；以确认身份信息的乘务员的人脸图像作为目标人脸，人脸跟踪识别单元对酒精检测时的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸；若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。本实施例中的设定时间为2秒，即若超过2秒钟跟踪不到目标人脸，说明目标乘务员离开监控画面或者换人了，此时，控制器控制报警器发出报警信号，中断饮酒检测，并需要重新对该乘务员进行饮酒检测。若对上述乘务员重新进行饮酒检测时，需重新确认其身份。
本发明的一种机车乘务员防作弊饮酒检测方法的实施例
本发明的防作弊饮酒检测方法如图3所示，首先采集饮酒检测过程的图像，根据检测到的图像对机车乘务员的身份进行识别，判断是否为目标乘务员，若是目标乘务员
1.采集乘务员饮酒检测时的图像。
本实施例中图像的采集是利用红外和彩色双摄像头模块实现的，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，白天时采用彩色摄像头实现图像采集，夜里采用红外摄像头实现图像采集。采用双摄像头以保证对任何时间的饮酒检测过程进行监控。
2.对采集到图像进行人脸识别，确认乘务员的身份。
本实施例中的人脸识别是通过对采集到饮酒检测图像采用Adaboost人脸检测算法实现的，根据识别出的人脸信息与机车上所有乘务员的人脸以及与之对应的身份信息进行比较，从而确认乘务员的身份。
3.以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸。
本实施例中的人脸跟踪识别采用Context Tracking算法，利用Context Tracking算法对目标人脸进行跟踪，判断是否出现跟踪不到目标人脸的现象。
4.若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行饮酒检测。
本实施例中的设定时间为2秒，即若超过2秒钟跟踪不到目标人脸，说明该乘务员离开监控画面或者换人了，此时，可通过报警器发出报警信号，中断饮酒检测，并需要重新对该乘务员进行饮酒检测。若对上述乘务员重新进行饮酒检测时，需重新确认其身份。
上述仅为本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机车乘务员防作弊饮酒检测装置，其特征在于，该装置包括控制器以及与之连接的图像采集单元、饮酒检测单元和人脸跟踪识别单元，
所述饮酒检测单元用于完成机车乘务员呼出气体中酒精含量的检测；
所述图像采集单元用于采集乘务员饮酒检测时的视频图像；
所述人脸跟踪识别单元用于对图像采集单元采集到图像进行人脸识别和跟踪，并将结果发送给控制器；
所述控制器用于根据人脸跟踪识别单元所识别出的人脸图像确认乘务员的身份，使人脸跟踪识别单元以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，控制器根据跟踪识别结果判断是否能一直跟踪识别到目标人脸，并在出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行防作弊饮酒检测。
2.根据权利要求1所述的机车乘务员防作弊饮酒检测装置，其特征在于，所述的图像采集单元为红外和彩色双摄像头模块，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，红外摄像头、彩色摄像头和红外LED灯均通过USB接口连接至控制器。
3.根据权利要求2所述的机车乘务员防作弊饮酒检测装置，其特征在于，所述控制器的输出端还连接有报警器，当控制器判断乘务员有作弊现象时，控制报警器发出警报。
4.根据权利要求3所述的机车乘务员防作弊饮酒检测装置，其特征在于，所述控制器的输出端还连接有显示器，用于显示图像采集单元采集到的视频图像。
5.根据权利要求3所述的机车乘务员防作弊饮酒检测装置，其特征在于，所述人脸跟踪识别单元采用Adaboost人脸检测算法和Context Tracking跟踪算法，对人脸采集单元采集到的机车乘务员人脸进行识别和跟踪。
6.一种机车乘务员防作弊饮酒检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：
1)采集乘务员饮酒检测时的图像；
2)对采集到图像进行人脸识别，确认乘务员的身份；
3)以确认身份的乘务员人脸作为目标人脸对饮酒检测过程中的视频图像进行跟踪识别，判断是否能一直跟踪识别到目标人脸；
4)若出现跟踪识别不到目标人脸且持续时间超过设定时间，则中断饮酒检测过程，并重新对该乘务员进行防作弊饮酒检测。
7.根据权利要求6所述的机车乘务员防作弊饮酒检测方法，其特征在于，所述当乘务员重新进行饮酒检测时，需重新确认其身份。
8.根据权利要求7所述的机车乘务员防作弊饮酒检测方法，其特征在于，所述步骤2)中的人脸识别采用Adaboost人脸检测算法实现。
9.根据权利要求7所述的机车乘务员防作弊饮酒检测方法，其特征在于，所述步骤3)中人脸跟踪采用Context Tracking跟踪算法实现。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的机车乘务员防作弊饮酒检测方法，其特征在于，所述步骤1)中图像的采集是利用红外和彩色双摄像头模块实现的，该红外和彩色双摄像头模块包括红外摄像头、彩色摄像头、红外LED灯和USB接口，白天时采用彩色摄像头实现图像采集，夜里采用红外摄像头实现图像采集。
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