CN106263213A - 基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法 - Google Patents

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乔志勇
姚术林
姜丽芬
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Abstract

本发明公开一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法。硬件包括外壳、内衬、摄像头、电路板；外壳做成帽子形状，内衬做成人体头部轮廓，安装在外壳的内腔里，边缘与帽子边缘连接在一起，内衬和外壳之间留有一定间隙。摄像头安装在外壳帽舌下方，摄像头朝向人体面部。电路板安装在外壳的后部，电路板的壳体与外壳做成一体，电路板内含MCU、GSM电路、GSM天线、蓄电池。监管部门建立面部特征数据库，工人在初始工作时，录入面部特征；在工人工作过程中，后台不定时向安全帽发送面部信息采集信号，有身份信息与数据库中信息匹配成功的，证明有佩戴安全帽，反之证明当时没有佩戴安全帽，随后对其采取一定处罚措施。本发明利用面部识别技术，监督工人在工作时是否实时佩戴安全帽，对保障工人生命财产安全和社会和谐发展具有重要意义。

Description

基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法
技术领域
本发明涉及安全生产装置领域，特别是涉及一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法。
背景技术
安全帽在工矿企业、建筑施工现场、高空作业中是必须配备的劳动防护用品。当作业人员头部受到坠落物的冲击时，利用安全帽帽壳、帽衬在瞬间先将冲击力分解到头盖骨的整个面积上，然后利用安全帽各部位缓冲结构的弹性变形、塑性变形和允许的结构破坏将大部分冲击力吸收，使最后作用到人员头部的冲击力降低到4900N以下，从而起到保护作业人员的头部的作用。
很多工人错误地认为戴安全帽没有必要，因此不经常戴安全帽。在需要佩戴安全帽的生产场所，不戴安全帽非常危险，并非危言耸听。曾有新闻报道，工地的一个工人在摘下头上的安全帽时，被高处坠落的一颗铁钉击中头部，铁钉直达头颅颅骨内，经抢救无效死亡。虽然铁钉是很小的物体，但从几十米高处坠落时，在重力加速度的作用下，碰到人体要害部位，也要成为致命伤害。
《安全生产法》第五十四条，从业人员在作业过程中，应当严格遵守本单位的安全生产规章制度和操作规程，服从管理，正确佩戴和使用劳动防护用品。《建设工程安全生产管理条例》第三十三条，作业人员应当遵守安全施工的强制性标准、规章制度和操作规程，正确使用安全防护用具、机械设备等。
建立安全规章制度是生产经营单位安全生产的重要保障，但是依靠教育和自觉是难以保证每个人都恪守的，依靠先进的科学技术和创新思路是解决难题的有效方法之一。传统的方法是依靠人工通过监控视频对工作人员进行监督，耗费精力并且摄像头存在多死角，假若结合现有安全帽本体，利用先进的身份识别技术，实现全天候自动监管，那么这对于进一步保障工人生命财产安全和社会和谐发展具有重要意义。
发明内容
因此，本发明为了对工人安全帽佩戴情况进行监管，提供一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法，间断性对工人进行人脸扫描，能够精确识别工人身份，监督工人在工作时是否实时佩戴安全帽。
本发明提供一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，硬件部分包括外壳、内衬、摄像头、电路板；
所述外壳做成帽子形状，所述内衬做成人体头部轮廓，安装在外壳的内腔里，边缘与帽子边缘连接在一起，内衬和外壳之间留有一定间隙。
所述摄像头安装在外壳帽舌下方，摄像头朝向人体面部。
所述电路板安装在外壳的后部，电路板的壳体与外壳做成一体，电路板内含MCU、GSM电路、GSM天线、蓄电池。
进一步讲，所述外壳的材质为泡沫铝，质量轻并且高强度。
进一步讲，所述内衬的材质为亚麻布，结实并且透气。
进一步讲，所述蓄电池为可充电锂电池，充电孔在外壳的背面底部。
这种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管方法为：
监管部门建立面部特征数据库，工人在初始工作时，录入面部特征；
工作开始和结束时，后台向安全帽发送开启信号，摄像头开启，将工人面部扫描信息传送到后台，有身份信息与数据库中的身份信息匹配成功的即为成功签到；
在工人工作过程中，后台不定时向安全帽发送面部信息采集信号，有身份信息与数据库中信息匹配成功的，证明有佩戴安全帽，无身份信息录入与数据库中信息匹配的工人，证明当时没有佩戴安全帽，随后对其采取一定处罚措施。
本发明中，面部识别过程中人脸测绘主要有以下节点：
两眼之间的距离；鼻子的宽度；眼窝的深度；颧骨的距离；下颚的宽度。
测绘完成后，生成一串数字代码，录入数据库中，代表人们的人脸信息，同时也是身份信息。
本发明具有的有益效果是：
（1）利用新型材质，同时保障安全帽的安全性和舒适性；
（2）将摄像头和安全帽相结合，完美搭建面部识别技术运行硬件平台；
（3）基于安全帽的佩戴要求，利用面部识别技术进行实时监管；
所以，这种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法，利用面部识别技术，对工人身份进行准确识别，对保障工人生命财产安全和社会和谐发展具有重要意义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1是本发明在侧视角度的整体外观图。
图2是本发明在背面角度的整体外观图。
图3是本发明在仰视角度的整体外观图。
图4是本发明的电池充电口处的局部外观图。
图5是本发明的摄像头处的局部外观图。
图6是本发明沿镜像面的剖视图。
图7是本发明的各元件连接示意图。
图8是本发明的原理流程图。
图中标号：1-外壳，2-内衬，3-摄像头，4-电路板，a-电池充电孔。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统和方法作进一步的详细描述。
如图1-图6所示，一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，其硬件主要包括：外壳1、内衬2、摄像头3、电路板4。
所述外壳1做成帽子形状，所述内衬2做成人体头部轮廓，安装在外壳1的内腔里，边缘与帽子边缘连接在一起，内衬2和外壳1之间留有一定间隙，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害。
所述摄像头3安装在外壳1帽舌下方，摄像头3朝向人体面部。
所述电路板4安装在外壳1的后部，电路板4的壳体与外壳1做成一体，电路板4内含MCU、GSM电路、GSM天线、蓄电池。
进一步讲，所述外壳1的材质为泡沫铝，质量轻并且高强度。泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强，具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。
进一步讲，所述内衬2的材质为亚麻布，结实并且透气。亚麻布是经亚麻捻成线织而成，是纺织品中最结实的一种，纤维强度高，不易撕裂或戳破。
进一步讲，所述蓄电池为可充电锂电池，充电孔a在外壳1的背面底部。蓄电池为安全帽中的所有耗电元件提供电能。
进一步讲，对于内衬2和外壳1之间的间隙大小，《中华人民共和国国家标准安全帽》规格已经要求中做了详细要求：
垂直间距在25－50mm之间；水平间距在5－20mm之间。
这种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管方法为：
监管部门建立面部特征数据库，工人在初始工作时，录入面部特征；
在正常状态下，摄像头3是关闭的，当GSM天线接收到后台发送的开启信号后，MCU闭合某管脚，中间继电器的线圈通电，中间继电器为常开继电器，线圈通电后闭合，摄像头3通电后开启；MCU以这样的方式，通过微电流控制大电流开启摄像头。
工作开始和结束时，后台向安全帽发送开启信号，摄像头3开启，将工人面部扫描信息传送到后台，有身份信息与数据库中的身份信息匹配成功的即为成功签到；
在工人工作过程中，后台不定时向安全帽发送面部信息采集信号，有身份信息与数据库中信息匹配成功的，证明有佩戴安全帽，无身份信息录入与数据库中信息匹配的工人，证明当时没有佩戴安全帽，随后对其采取一定处罚措施。
本发明中，面部识别过程中人脸测绘主要有以下节点：
两眼之间的距离；鼻子的宽度；眼窝的深度；颧骨的距离；下颚的宽度。
测绘完成后，生成一串数字代码，录入数据库中，代表人们的人脸信息，同时也是身份信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，其特征在于，包括外壳(1)、内衬(2)、摄像头(3)、电路板(4)；
所述外壳(1)做成帽子形状，所述内衬(2)做成人体头部轮廓，安装在外壳(1)的内腔里，边缘与帽子边缘连接在一起，内衬(2)和外壳(1)之间留有一定间隙；
所述摄像头(3)安装在外壳(1)帽舌下方，摄像头(3)朝向人体面部；
所述电路板(4)安装在外壳(1)的后部，电路板(4)的壳体与外壳(1)做成一体，电路板(4)内含MCU、GSM电路、GSM天线、蓄电池。
2.根据权利要求1所述的基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，其特征在于，所述外壳(1)的材质为泡沫铝。
3.根据权利要求1所述的基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，其特征在于，所述内衬(2)的材质为亚麻布。
4.根据权利要求1所述的基于面部识别技术的安全帽佩戴监管系统，其特征在于，所述蓄电池为可充电锂电池，充电孔(a)在外壳1的背面底部。
5.一种基于面部识别技术的安全帽佩戴监管方法，其特征在于，监管部门建立面部特征数据库，工人在初始工作时，录入面部特征；
工作开始和结束时，后台向安全帽发送开启信号，摄像头(3)开启，将工人面部扫描信息传送到后台，有身份信息与数据库中的身份信息匹配成功的即为成功签到；
在工人工作过程中，后台不定时向安全帽发送面部信息采集信号，有身份信息与数据库中信息匹配成功的，证明有佩戴安全帽，无身份信息录入与数据库中信息匹配的工人，证明当时没有佩戴安全帽，随后对其采取一定处罚措施。
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