CN111523432B - 一种智慧工地安全帽检测系统及其方法 - Google Patents

一种智慧工地安全帽检测系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种智慧工地安全帽检测系统及其方法,该系统包括第m安全帽摄像头的图像数据输出端与第m摄像头控制器的图像数据输入端相连,第m摄像头控制器的无线收发端与第m无线收发模块的无线收发端相连,所述m为小于或者等于M的正整数;云端服务器根据施工现场摄像头拍摄的方形识别区域内的识别码的图像数据,统计未佩戴安全帽施工人员的人数,并向移动终端发送未佩戴安全帽名单。本发明能够对施工现场的施工人员安全帽佩戴情况进行检测,向管理者发送未佩戴安全帽名单。

Description

一种智慧工地安全帽检测系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种安全检测技术领域,特别是涉及一种智慧工地安全帽检测系统及其方法。
背景技术
在工地生产施工现场,由于各工地的工种较多,而且互相之间交叉作业,这样造成施工非常复杂。经常伴随有高空落物、倒塌、火灾、触电、有害气体泄漏等现象的发生。这样很容易造成人员的伤亡和财产的损失。佩戴安全帽是加强工地生产施工现场的一项至关重要工作。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题,特别创新地提出了一种智慧工地安全帽检测系统及其方法。
为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种智慧工地安全帽检测系统,该系统包括安设在施工现场的用于监测施工人员是否佩戴有工地安全帽的M个安全帽摄像头,所述M为大于或者等于1的正整数,分别为第1安全帽摄像头、第2安全帽摄像头、第3安全帽摄像头、……、第M安全帽摄像头;在每个工地安全帽上设置有N个方形识别区域,所述N为大于或者等于1的正整数,在每个方形识别区域内标识有识别码,该识别码包括条形码、二维码、数字和字母之一或者任意组合,该条形码或二维码内包含有条形码或二维码对应的施工人员的代码;
以及M个摄像头控制器和M个无线收发模块,M个摄像头控制器分别为第1摄像头控制器、第2摄像头控制器、第3摄像头控制器、……、第M摄像头控制器,M个无线收发模块分别为第1无线收发模块、第2无线收发模块、第3无线收发模块、第M无线收发模块;
第m安全帽摄像头的图像数据输出端与第m摄像头控制器的图像数据输入端相连,第m摄像头控制器的无线收发端与第m无线收发模块的无线收发端相连,所述m为小于或者等于M的正整数;
云端服务器根据施工现场摄像头拍摄的方形识别区域内的识别码的图像数据,统计未佩戴安全帽施工人员的人数,并向移动终端发送未佩戴安全帽名单。
在本发明的一种优选实施方式中,摄像头为广角摄像头;
移动终端为智能手机或平板电脑。
本发明还公开了一种智慧工地安全帽检测方法,该方法包括以下步骤:
S1,获取待检测图片;
S2,对步骤S1中获取的待检测图片进行特征提取,获得特征图;
S3,对步骤S3中的特征图进行分类处理。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S1中包括以下步骤:
S11,云端服务器每隔T时刻向所有的无线收发模块发送摄像头工作命令;
S12,第m摄像头控制器根据第m无线收发模块接收的云端服务器发送的摄像头工作命令,第m摄像头控制器每隔t时刻向第m安全帽摄像头发送施工人员图像采集命令,所述t=T/n,其中,n为大于或者等于2的正整数;
S13,第m摄像头控制器将第m安全帽摄像头采集的施工人员图像数据通过第m无线收发模块发送至云端服务器。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S22中,对获取的待检测图片进行特征提取的计算方法为:
Figure GDA0002791714510000021
其中,K表示卷积核采样信息总个数;
wk表示第k个位置的权重;
p表示位置特征;
pk表示第k个位置的偏移;
Δpk是第k个位置上可学习的偏移;
Δmk是第k个位置上可学习的权重;其Δmk∈[0,1];
x(p)表示图像卷积输入;
y(p)表示图像卷积输出。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S3中,分类处理方法为:
Figure GDA0002791714510000031
其中,T表示检测目标的数量;
s是第三超参;
yi表示第i类的预测值;
Figure GDA0002791714510000032
表示第i类的预测值在超球空间上的角度值;
m是第四超参;
若计算得到的分类阈值S大于或者等于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员佩戴有工地安全帽;
若计算得到的分类阈值S小于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员未佩戴工地安全帽。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S3中还包括:
loss=αi(yreal-ypred)γlog(yreal-ypred)γ
其中,αi为第一超参;
ypred表示模型预测是第i类的概率;
yreal表示第i类的实际结果;
γ为第二超参;
若计算得到的损失量loss大于或者等于预设损失阈值,则将待检测图片舍去,执行下一张待检测图片;
若计算得到的损失量loss小于预设损失阈值,则对待检测图片进行分类处理。
在本发明的一种优选实施方式中,还包括以下步骤:
S4,获取工地安全帽上的识别码,根据识别码对应的施工人员的代码,查询所对应的施工人员的个人信息,该个人信息包括姓名、手机号码;
S5,将步骤S4中得到的施工人员从现场施工人员名单中筛除,得到未佩戴安全帽施工人员名单;
S6,将步骤S5得到的未佩戴安全帽施工人员名单以excel表格形式发送到智能终端上;该excel表格内容包括姓名、手机号码、未佩戴安全帽次数之一或者任意组合。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明能够对施工现场的施工人员安全帽佩戴情况进行检测,向管理者发送未佩戴安全帽名单。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明流程示意框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种智慧工地安全帽检测系统,该系统包括安设在施工现场的用于监测施工人员是否佩戴有工地安全帽的M个安全帽摄像头,该安全帽摄像头不限于采用广角摄像头,还可以采用附带有夜视功能的摄像头,实现全天24H进行图像拍摄;所述M为大于或者等于1的正整数,分别为第1安全帽摄像头、第2安全帽摄像头、第3安全帽摄像头、……、第M安全帽摄像头;在每个工地安全帽上设置有N个方形识别区域,所述N为大于或者等于1的正整数,在每个方形识别区域内标识有识别码,该识别码包括条形码、二维码、数字和字母之一或者任意组合,该条形码或二维码内包含有条形码或二维码对应的施工人员的代码;该代码为数字或者字母之一或者组合。
以及M个摄像头控制器和M个无线收发模块,M个摄像头控制器分别为第1摄像头控制器、第2摄像头控制器、第3摄像头控制器、……、第M摄像头控制器,M个无线收发模块分别为第1无线收发模块、第2无线收发模块、第3无线收发模块、第M无线收发模块;
第m安全帽摄像头的图像数据输出端与第m摄像头控制器的图像数据输入端相连,第m摄像头控制器的无线收发端与第m无线收发模块的无线收发端相连,所述m为小于或者等于M的正整数;
云端服务器根据施工现场摄像头拍摄的方形识别区域内的识别码的图像数据,统计未佩戴安全帽施工人员的人数,并向移动终端发送未佩戴安全帽名单。该移动终端为智能手机或平板电脑。
本发明还公开了一种智慧工地安全帽检测方法,如图1所示,该方法包括以下步骤:
S1,获取待检测图片;
S2,对步骤S1中获取的待检测图片进行特征提取,获得特征图;
S3,对步骤S3中的特征图进行分类处理。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S1中包括以下步骤:
S11,云端服务器每隔T时刻向所有的无线收发模块发送摄像头工作命令;
S12,第m摄像头控制器根据第m无线收发模块接收的云端服务器发送的摄像头工作命令,第m摄像头控制器每隔t时刻向第m安全帽摄像头发送施工人员图像采集命令,所述t=T/n,其中,n为大于或者等于2的正整数;
S13,第m摄像头控制器将第m安全帽摄像头采集的施工人员图像数据通过第m无线收发模块发送至云端服务器。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中,对获取的待检测图片进行特征提取的计算方法为:
Figure GDA0002791714510000061
其中,K表示卷积核采样信息总个数;
wk表示第k个位置的权重;
p表示位置特征;
pk表示第k个位置的偏移;
Δpk是第k个位置上可学习的偏移;
Δmk是第k个位置上可学习的权重;其Δmk∈[0,1];
x(p)表示图像卷积输入;
y(p)表示图像卷积输出。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S3中,分类处理方法为:
Figure GDA0002791714510000071
其中,T表示检测目标的数量;
s是第三超参;
yi表示第i类的预测值;
Figure GDA0002791714510000072
表示第i类的预测值在超球空间上的角度值;
m是第四超参;
若计算得到的分类阈值S大于或者等于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员佩戴有工地安全帽;
若计算得到的分类阈值S小于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员未佩戴工地安全帽。
在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S3中还包括:
loss=αi(yreal-ypred)γlog(yreal-ypred)γ
其中,αi为第一超参;
ypred表示模型预测是第i类的概率;
yreal表示第i类的实际结果;
γ为第二超参;
若计算得到的损失量loss大于或者等于预设损失阈值,则将待检测图片舍去,执行下一张待检测图片;
若计算得到的损失量loss小于预设损失阈值,则对待检测图片进行分类处理。
在本发明的一种优选实施方式中,还包括以下步骤:
S4,获取工地安全帽上的识别码,根据识别码对应的施工人员的代码,查询所对应的施工人员的个人信息,该个人信息包括姓名、手机号码;
S5,将步骤S4中得到的施工人员从现场施工人员名单中筛除,得到未佩戴安全帽施工人员名单;
S6,将步骤S5得到的未佩戴安全帽施工人员名单以excel表格形式发送到智能终端上;该excel表格内容包括姓名、手机号码、未佩戴安全帽次数之一或者任意组合。在本实施方式中,本次发送的未佩戴安全帽次数=现场施工人员名单中未佩戴安全帽次数+1;若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第一次数阈值,且小于预设第二次数阈值,预设第二次数阈值大于预设第一次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行三级着重标识提醒;若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第二次数阈值,且小于预设第三次数阈值,预设第三次数阈值大于预设第二次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行二级着重标识提醒;若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第三次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行一级着重标识提醒;其中,一级着重标识提醒为深红色,二级着重标识提醒为粉红色,三级着重标识提醒为淡绿色。便于智能终端使用者一目了然了解违规人员次数状况。其发送的excel表格内容如下:
Figure GDA0002791714510000081
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,包括智慧工地安全帽检测系统,该智慧工地安全帽检测系统包括安设在施工现场的用于监测施工人员是否佩戴有工地安全帽的M个安全帽摄像头,所述M为大于或者等于1的正整数,分别为第1安全帽摄像头、第2安全帽摄像头、第3安全帽摄像头、……、第M安全帽摄像头;在每个工地安全帽上设置有N个方形识别区域,所述N为大于或者等于1的正整数,在每个方形识别区域内标识有识别码,该识别码包括条形码、二维码、数字和字母之一或者任意组合,该条形码或二维码内包含有条形码或二维码对应的施工人员的代码;
以及M个摄像头控制器和M个无线收发模块,M个摄像头控制器分别为第1摄像头控制器、第2摄像头控制器、第3摄像头控制器、……、第M摄像头控制器,M个无线收发模块分别为第1无线收发模块、第2无线收发模块、第3无线收发模块、第M无线收发模块;
第m安全帽摄像头的图像数据输出端与第m摄像头控制器的图像数据输入端相连,第m摄像头控制器的无线收发端与第m无线收发模块的无线收发端相连,所述m为小于或者等于M的正整数;
云端服务器根据施工现场摄像头拍摄的方形识别区域内的识别码的图像数据,统计未佩戴安全帽施工人员的人数,并向移动终端发送未佩戴安全帽名单;
其智慧工地安全帽检测方法,包括以下步骤:
S1,获取待检测图片;
S2,对步骤S1中获取的待检测图片进行特征提取,获得特征图;
S3,对步骤S3中的特征图进行分类处理;
在步骤S3中包括:
loss=αi(yreal-ypred)γlog(yreal-ypred)γ
其中,αi为第一超参;
ypred表示模型预测是第i类的概率;
yreal表示第i类的实际结果;
γ为第二超参;
若计算得到的损失量loss大于或者等于预设损失阈值,则将待检测图片舍去,执行下一张待检测图片;
若计算得到的损失量loss小于预设损失阈值,则对待检测图片进行分类处理;
S4,获取工地安全帽上的识别码,根据识别码对应的施工人员的代码,查询所对应的施工人员的个人信息,该个人信息包括姓名、手机号码;
S5,将步骤S4中得到的施工人员从现场施工人员名单中筛除,得到未佩戴安全帽施工人员名单;
S6,将步骤S5得到的未佩戴安全帽施工人员名单以excel表格形式发送到智能终端上;该excel表格内容包括姓名、手机号码、未佩戴安全帽次数之一或者任意组合;
若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第一次数阈值,且小于预设第二次数阈值,预设第二次数阈值大于预设第一次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行三级着重标识提醒;
若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第二次数阈值,且小于预设第三次数阈值,预设第三次数阈值大于预设第二次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行二级着重标识提醒;
若未佩戴安全帽次数大于或者等于预设第三次数阈值,则对该名未佩戴安全帽的施工人员进行一级着重标识提醒;
其中,一级着重标识提醒为深红色,二级着重标识提醒为粉红色,三级着重标识提醒为淡绿色。
2.根据权利要求1所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,摄像头为广角摄像头。
3.根据权利要求1所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,移动终端为智能手机。
4.根据权利要求1所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,移动终端为平板电脑。
5.根据权利要求1所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,在步骤S1中包括以下步骤:
S11,云端服务器每隔T时刻向所有的无线收发模块发送摄像头工作命令;
S12,第m摄像头控制器根据第m无线收发模块接收的云端服务器发送的摄像头工作命令,第m摄像头控制器每隔t时刻向第m安全帽摄像头发送施工人员图像采集命令,所述t=T/n,其中,n为大于或者等于2的正整数;
S13,第m摄像头控制器将第m安全帽摄像头采集的施工人员图像数据通过第m无线收发模块发送至云端服务器。
6.根据权利要求1所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,在步骤S2中,对获取的待检测图片进行特征提取的计算方法为:
Figure FDA0002937992210000031
其中,K表示卷积核采样信息总个数;
wk表示第k个位置的权重;
p表示位置特征;
pk表示第k个位置的偏移;
Δpk是第k个位置上可学习的偏移;
Δmk是第k个位置上可学习的权重;其Δmk∈[0,1];
x(p)表示图像卷积输入;
y(p)表示图像卷积输出。
7.根据权利要求3所述的智慧工地安全帽检测方法,其特征在于,在步骤S3中,分类处理方法为:
Figure FDA0002937992210000041
其中,T表示检测目标的数量;
s是第三超参;
yi表示第i类的预测值;
θyi表示第i类的预测值在超球空间上的角度值;
m是第四超参;
若计算得到的分类阈值S大于或者等于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员佩戴有工地安全帽;
若计算得到的分类阈值S小于预设分类阈值,则将待检测图片分类为施工人员未佩戴工地安全帽。
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