CN111680647A - 一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法，包括镜框、镜片和镜腿，其特征在于，在镜框的顶部设置有图像采集模块，在镜框的侧面设置有处理模块；所述处理模块包括放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块。放大模块用于对标签文字进行放大，版本校正模块用于校正文字的语言版本，二维码解析模块用于解析危化品外包装上的二维码标签，图像识别模块用于基于危化品图像对危化品信息进行识别。本发明在护目镜端设置对危险品的处理，能够对危化品标签文字进行放大、版本校正，避免文字过小或版本不对不利于读取的问题。此外，本发明能够通过二维码标签及图像识别两种方式获取危险品的相关信息，避免安全事故的发生。

Description

一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法

技术领域

本发明涉及危化品检验技术领域，具体涉及一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法。

背景技术

随着世界化学工业的发展，近20年来的危化品运输量大幅增长。危化品庞大的水上运输量，增加了重大污染事故的风险。危化品水上泄露事故包括水上运输事故、港口仓库意外事故以及工厂排污，具有突发性和偶然性，造成了应急处理的艰巨性，尤其是近岸海域的泄露事故对公共安全具有严重的威胁。危险货物虽然在合理使用下给我们生活带来很大的便利，但其本身危险特性，给我们人身健康、财产安全、环境保护带来巨大的潜在威胁。

现有技术中针对危化品的特点提出了对危化品的流通环节进行自动跟踪，通常是在危化品的外包装上印刷条形码、二维码等，检验人员在获取到相应的危化品后，通过专门的扫描设备进行相应的信息扫描，以获取危化品的信息。但是整个操作过程繁琐，需要额外获取扫描设备。且现有的危化品信息获取过程中，只能通过扫描二维码等方式进行获取，并不能根据危化品的外观特征获取危化品信息。

此外，危化品的外包装上通常会印刷相应的标签文字，检验人员肉眼获取包装上的文字，但是危化品上的标签文字通常很小，检验人员不能对标签文字进行有效的识别。针对该问题，现有技术提出了在护目镜上设置放大镜的方式对文字进行放大，但是额外设置放大镜需要对护目镜的镜片结构进行改造，不能有效适应于现有的护目镜。且通过放大镜放大的文字效果单一固定，放大效果差。

因此，如何针对危化品的特点，实现对危化品信息的便捷获取与检验，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法。本发明在护目镜端设置对危险品的处理，能够对危化品标签文字进行放大、版本校正，避免文字过小或版本不对不利于读取的问题。此外，本发明能够通过二维码标签及图像识别两种方式获取危险品的相关信息，避免安全事故的发生。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于危化品检验的护目镜，包括镜框、镜片和镜腿，在镜框的顶部设置有图像采集模块，在镜框的侧面设置有处理模块；所述处理模块包括放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块；

所述放大模块包括：

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

文字提取模块，用于提取所述采集的图像中的文字；

文字放大模块，用于对提取的文字进行放大；

所述版本校正模块包括：

语言识别模块，用于识别文字的语言类别；

语言转换模块，用于将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字；

所述二维码解析模块包括：

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

二值化模块，用于对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

黑白图像识别模块，用于识别所述二维码黑白图像中的内容；

所述图像识别模块包括：

训练模块，用于训练生成3D-CNN分类模型；

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

分类模块，用于基于所述3D-CNN分类模型识别危化品的类别；

索引模块，用于将识别的危化品的类别通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果。

进一步地，所述护目镜还包括定位模块，用于发出激光照射在外包装上，接收用户的角度调节指令，直到激光的照射位置与二维码位置相匹配，当激光的照射位置与二维码位置相匹配时，调用二维码解析模块。

进一步地，所述护目镜还包括显示模块、声音采集模块、语音转换模块及扬声器模块；所述显示模块用于显示放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块的处理结果；所述语音转换模块用于将显示放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块的处理结果转换成语音信息，所述扬声器模块用于播放所述语音转换模块转换后的语音信息；所述声音采集模块用于用户指令，以基于相应的指令调用显示放大模块、或版本校正模块、或二维码解析模块或图像识别模块。

进一步地，所述护目镜与客户端关联，所述客户端包括管理人员所拥有的客户端，及当前用户所拥有的客户端，用于接收护目镜获取的危化品信息。

进一步地，当二维码标签中获取的信息与服务器返回的信息不一致、或图像识别的信息与服务器返回的信息不一致时，通过显示模块高亮显示不一致的危化品信息或通过扬声器模块播放不一致的危化品信息。

进一步地，所述二维码解析模块包括：

索引模块，用于将二维码解析信息通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

危化品信息包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息，还包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态。

本发明还提出一种基于上述护目镜进行危化品检测的方法，包括步骤S1、对标签文字进行放大；S2、对标签文字进行语言版本校正；S3、对外包装上的二维码信息进行解析；S4、基于危化品图像识别危化品信息；

所述步骤S1具体为：

S11、接收图像采集模块采集的图像；

S12、提取所述采集的图像中的文字；

S13、对提取的文字进行放大；

所述步骤S2具体为：

所述步骤S2具体为：

S21、识别文字的语言类别；

S22、将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字；

所述步骤S3具体为：

S31、接收图像采集模块采集的图像；

S32、对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

S33、识别所述二维码黑白图像中的内容；

所述步骤S4具体为：

S41、训练生成3D-CNN分类模型；

S42、接收图像采集模块采集的图像；

S43、基于所述3D-CNN分类模型识别危化品的类别；

S44、将识别的危化品的类别通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果。

进一步地，所述步骤S31之前还包括：

S30、发出激光照射在外包装上，接收用户的角度调节指令，直到激光的照射位置与二维码位置相匹配。

进一步地，所述步骤S11之前还包括：

S10、采集用户的控制指令，判断所述控制指令是否为放大文字的指令，若是，执行步骤S11；

所述S13之后还包括S14和/或S15和/或S16、S17，其中，

S14、对放大后的文字进行显示；

S15、将放大后的文字发送到与护目镜关联的客户端；

S16、将获取的文字信息转换成语音信息；

S17、播放转换后的语音信息。

进一步地，步骤S33之后还包括：

S34、将识别的内容通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

危化品信息包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息，还包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态；

S35、判断二维码标签中获取的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息；

步骤S44之后还包括：

S45、判断图像识别的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、护目镜是危化品检验过程中的必备用品，本发明针对危化品的特征，在护目镜端设置图像采集模块、放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块，以利用护目镜去危化品进行信息检验，不需要设置额外的处理设备，方便用户携带，使用户随时都能根据需要获取危化品的信息，及时获取相应的信息，避免危化品检验中的安全事故；

2、本发明通过放大模块对标签的文字进行放大，使用户能更清楚获取危化品包装上的文字信息，避免文字过小使用户不能有效获取危化品的信息，遗漏相关检验信息的问题；不需要借助额外的放大镜等部件，避免对护目镜镜片的改进，同时能对放大的倍数进行调整，放大效果好；

3、本发明通过版本校正模块对文字的版本进行校正，避免用户不能识别相应的文字造成信息遗漏的问题；根据用户的需求设置目标语言的类别，满足不同的用户群体需求；

4、本发明能够通过二维码标签及图像识别两种方式获取危险品的相关信息，避免安全事故的发生，全面获取危险品的信息；与现有的危险品数据库信息进行有效的结合，智能化识别危化品，快速获取、鉴别危化品信息；

5、本发明对识别出的信息与数据库返回的信息、或者二维码标签与图像识别信息进行比对，提示用户不一致的信息，使用户能针对危化品信息进行及时的处理；

6、本发明中通过定位模块进行不同角度的旋转，以全面覆盖危化品的外包装侧，通过不同角度的旋转照射在危化品的不同位置，以准确定位二维码扫描的区域，避免不断调整图像采集模块的扫描角度、扫描距离等，提高二维码的解析效率；

7、本发明所述的护目镜还能与客户端关联，客户端可以为管理人员所拥有的客户端，也可以为当前检验用户所拥有的客户端，使得远端的管理人员也能实时地了解当前检验的危化品信息，以及时地对当前的危化品检验进行指导；同时，检验用户在完成对危化品的检验后，能够对当前危化品的信息进行汇总、整理与分析，完善危化品的检验过程；

8、本发明护目镜端还设置语音转换模块、扬声器模块，将文字信息转换成语音信息进行播放，方便有阅读障碍的用户获取危化品信息，同时通过扬声器播放相应的信息，使用户能在检验的同时获取检验结果，及时获取相应的信息，避免危化品检验中的安全事故。

附图说明

图1是实施例一提供的一种用于危化品检验的护目镜系统结构图；

图2是实施例二提供的一种对标签文字进行放大的方法流程图；

图3是实施例二提供的一种对外包装上的二维码信息进行解析的方法流程图；

图4是实施例二提供的基于危化品图像识别危化品信息的方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一

如图1所示，本实施例提出了一种用于危化品检验的护目镜，包括镜框、镜片和镜腿，在镜框的顶部设置有图像采集模块，在镜框的侧面设置有处理模块。

本发明中利用护目镜进行危化品的检验，为了克服检验过程中危险化学品标签中的字太小、语言版本不对等问题，本发明对采集的标签文字进行处理，使用户通过佩戴护目镜能够直接识别相应的标签文字信息。具体地，处理模块包括：

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

本发明图像接收模块接收的图像为通过镜框顶部设置的图像采集模块采集的图像，当用户佩戴护目镜检验危化品时，如果发现标签中的文字太小，可以发送相应的控制指令，以对标签中的文字进行放大。

具体地，护目镜还可以包括声音采集模块，通过声音采集模块采集用户的控制指令，根据控制指令的内容进行响应的处理。例如，当用户需要对标签信息进行放大时，可以发出“放大文字”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行标签放大时，启动图像采集模块采集图像，进行标签文字放大处理。

此外，用户还可以通过眨眼、张嘴等操作来触发“放大文字”的指令，如设置连续眨眼三次就进行文字放大的处理，本发明不对具体的指令触发方式进行限定。

文字提取模块，用于提取所述采集的图像中的文字；

由于采集的图像包括了文字信息及背景信息，因此，为了避免背景信息的干扰，本发明对采集的图像进行预处理后，识别图像中的文字，分离文字和背景，将文字矢量化并调节对比度，以有效提取采集的图像中的文字。文字的识别可以基于训练文字库对构建文字的识别模型进行训练，生成最终的文字识别模型，对图像中的文字进行识别。

文字放大模块，用于对提取的文字进行放大。

本发明对提取的文字进行放大，使文字便于用户查看。文字放大的具体倍数与文字的原始大小有关，原始的文字越小，相应的文字放大倍数越大。本发明可以根据用户需求需要设置需要放到到的文字规格，将提取的每个文字放大到相应的规格大小。

相应地，护目镜还包括显示模块，以对放大后的文字进行显示。显示模块设置于一侧眼睛的上方，以便用户实时查看放大后的文字信息，了解危化品的成分、名称等信息。此外，为了对危化品信息进行有效的管理，本发明中的护目镜还能与客户端关联，客户端可以为管理人员所拥有的客户端，也可以为当前检验用户所拥有的客户端。

在获取到危化品信息后，将信息发送到管理人员相关联的移动终端，使得远端的管理人员也能实时地了解当前检验的危化品信息，以及时地对当前的危化品检验进行指导。此外，也可以选择将危化品信息发送到当前检验用户相关联的客户端，使检验用户在完成对危化品的检验后，能够对当前危化品的信息进行汇总、整理与分析，完善危化品的检验过程。

此外，为了方便有阅读障碍的用户获取危化品信息，本发明所述的护目镜还包括语音转换模块、扬声器模块，具体地，首先通过语言转换模块将获取的文字信息转换成语音信息，再通过扬声器模块播放转换后的语音信息。值得注意的是，语音转换模块中的文字可以为标签中的原始文字，也可以为经过文字放大模块放大后的文字。当用户需要语言播放当前文字信息时，发出“语音播放”等触发指令，调用相应的语音转换模块，对文字进行语言转换。

当用户查看标签文字时，可能存在语言版本不对的问题。例如，当危化品上的文字为英语，但是检验人员不懂英语，此时，用户不能对标签内容进行有效的读取。因此，本发明所述的处理模块还包括版本校正模块，具体包括：

语言识别模块，用于识别文字的语言类别；

具体地，当用户不能识别危化品上的文字时，启动版本校正模块转换成目标文字。用户可以通过发出“语言转换”等命令，启动版本校正模板，对危化品上的文字进行语言转换。进行语言版本校正时，需要首先识别当前文字的语言类别，如当前文字为英文、德文或法文等。具体地，首先对当前的文字进行采集，提取文字的特征，再根据文字的特征与各语言类别的特征进行对比，确定当前文字的语言类别。

语言转换模块，用于将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字。

当成功识别当前文字的语言类别后，就能根据用户需要将文字由当前的语言类别转换成目标语言文字。具体地，首先根据文字当前的语言类别调用相应类别语言的文字数据库，将当前文字与数据库进行对比，识别当前的文字内容。同时，调用目标语言对应的文字数据库，查找数据库中当前文字的内容，将其转换成目标语言文字，完成语言版本的校正。

本发明中，默认的语言版本为中文，当用户没有设置转化后的语言版本，在接收到语言转化相关命令时，默认将其转化成中文，并在显示模块上进行显示。如果用户设置了目标语言，如英语时，将获取的文字转化成英语进行显示。用户可以预先在护目镜中设置自己熟悉的目标语言，当启动语言转换时，自动将当前的语言版本转换成目标语言。此外，用户还可以在启动语言转换功能后设置目标语言，如通过指令“转换成英语”来设置目标语言的类别。

值得注意的是，版本校正模块中的文字可以为标签中的原始文字，也可以为经过文字放大模块放大后的文字。当标签文字满足用户阅读需求时，不需要对文字进行放大，因此直接对原始的文字进行版本校正。当用户对放大后的文字进行阅读时，若发现文字的语言版本不对，可以对放大后的文字进行矫正。

因此，当用户阅读文字发现文字版本不对时，可以发出“版本校正”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行版本校正时，对文字的语言版本进行转化。此外，用户也可以通过眨眼、张嘴等操作来触发“版本校正”的指令，如设置连续眨眼四次就进行文字版本校正的处理，本发明不对具体的指令触发方式进行限定。与标签文字识别一样，当完成文字版本的校正后，可以通过显示模块显示校正后的文字，也可以通过扬声器模块播放校正文字，还可以将转换后的文字发送到相关联的移动终端，在此不再赘述。

此外，本发明为每一个待检测的危化品生成唯一的二维码，制作二维码标签，粘贴在待检测危化品的外包装上。危化品信息可以包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息。进一步地，该危化品信息还可以包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态。本发明构建危化品数据库，在服务器端存储危化品的相关信息。

因此，本发明所述的护目镜还包括二维码解析模块。当用户需要获取危化品外包装上二维码的信息时，触发图像采集模块采集二维码图像，采集的二维码图像发送到二维码解析模块，二维码解析模块与远端服务器进行通信，以获取二维码标签中的内容。二维码解析模块具体包括：

二值化模块，用于对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

对于二维码的解析，首先需要将二维码图像转化成黑白图像，因此本发明选择二值化算法，对二维码图像进行转化，具体的二值化算法本发明不做限定，可以灰度平局值值法、百分比阈值等。

黑白图像识别模块，用于识别所述二维码黑白图像中的内容。

图像转化成黑白图像后，就能进一步对图像中的内容进行识别，获取危化品外包装上的二维码信息。

通过图像采集模块采集二维码图像时，可能存在不能对准二维码进行扫描的问题，也就是说，二值化后得到的二维码黑白图像可能难以识别，需要用户不断调整图像采集模块的扫描角度、扫描距离等，不断的角度、距离的调整使二维码解析模块不断地进行二维码的解析，解析效率低。因此，本发明的处理模块还包括定位模块，定位模块可以进行不同角度的旋转，以全面覆盖危化品的外包装侧。具体地，定位模块为激光照射装置，通过不同角度的旋转照射在危化品的不同位置。

用户进行二维码标签信息采集时，可以发出“扫描二维码”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行二维码扫描时，启动定位模块发出激光照射在外包装上，用户根据激光照射的位置对定位模块的角度进行调整。用户可以通过指令的方式控制定位模块的调整角度，如“向左转动10度”等。当激光的照射位置与二维码位置相匹配时，停止定位模块的角度调整。位置匹配可以为激光的照射位置处于二维码位置内、激光的照射位置包含二维码位置或激光的照射位置与二维码位置相交等，本发明不作限定。

用户可以根据需要进行定位模块的调整，当完全二维码扫描定位后，同步联动调整图像采集模块的角度，与激光照射位置相匹配，以精确采集二维码标签信息。具体地，本发明中，定位模块设置于图像采集模块的边缘，图像采集模块活动连接于镜框的顶部，通过转动装置实现图像采集模块的转动。

此外，二维码标签中可以仅包括单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息等基础信息，当通过二维码解析模块解析获取二维码标签信息后，将标签信息通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，服务器根据解析的信息在数据库中进行索引查找，获取危化品的销售信息、运输信息、形状等信息。二维码标签解析信息及在数据库中查找的信息都可以通过显示模块进行显示。本发明所述的护目镜还可以通过扬声器模块，播放二维码解析信息等，使用户及时获取相应的危化品信息，避免不了解危化品信息造成的安全事故。此外，还可以将获取的危化品信息发送到相关联的移动终端，在此不再赘述。值得注意是，本发明所述的二维码还可以为条形码、RFID标签等，而相应的二维码解析模块则为条形码解析模块、RFID标签识别模块等。

用户通过二维码标签获取到危化品的颜色、形状等信息后，可以与当前看到的危化品进行比较，判断危化品是否出现变质等问题，以进行及时的处理。例如，当获取的危化品信息指示危化品为白色，但当前看到的危化品为红色时，提示危化品可能存在变质、信息错误等问题。

此外，还可以将二维码标签中获取的信息与数据库中返回的信息进行比较，判断两者的数据是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息，提醒检验用户注意。例如，从二维码标签中获取的危化品类别与从数据库中索引得到的危化品类别不相同时，在显示模块高亮显示返回的危化品类别部分。此外，还可以通过语音播放“危化品类别信息不一致”等内容，使检验用户及时了解错误的危化品信息。

当危化品的包装为透明包装时，本发明除了通过二维码标签获取危化品信息外，还可以通过图像识别获取当前的危化品信息。具体地，本发明通过图像采集模块采集当前危化品的图像，在采集的危化品图像中提取危化品区域，利用深度学习模型3D-CNN提取危化品区域的特征，并基于提取的特征对危化品进行分类。3D-CNN分类模型的具体生成如下：

构建3D-CNN卷积神经网络；通过危化品样本数据对3D-CNN卷积神经网络进行训练，得到3D-CNN分类模型；基于所述3D-CNN分类模型，提取危化品区域的特征，输出危化品的类别。

3D-CNN基本结构组件为3D卷积层、硬连线hardwired层、下采样层、全连接层和输出层。其中hardwired层通过对危化品区域进行处理产生多个通道信息，然后对多个通道进行处理。3D卷积层是三维的卷积核，该组件负责提取多种特征。下采样层组件负责对特征图进行降维，全连接层组件负责将二维特征组合成一维特征并用于最后输出层的分类输出。3D-CNN中，通常包括一个硬连线hardwired层、一个全连接层和一个输出层。3D卷积层、下采样层的数量可以根据实际情况进行选择，在此不作限定。下采样层通常设置在卷积层之后，全连接层位于最后一个卷积层和输出层之间。使用全连接层将卷积核生成的每个特征与第二下采样层中的所有特征全连接，生成危化品区域的特征向量。最终生成的特征向量输入输出层进行分类。输出层包括Softmax分类器，对输入的危化品进行分类输出。

构建好3D-CNN后，基于训练数据对3D-CNN进行训练，得到3D-CNN分类模型。本发明加载标注了类别信息的危化品区域数据，通过3D-CNN分类模型的损失函数对3D-CNN分类模型进行优化，训练生成3D-CNN分类模型。训练生成后，危化品进行特征学习，输出危化品的类别。

因此，本发明的护目镜还包括图像识别模块，用于识别危化品的类别。通过构建的3D-CNN分类模型识别危化品的类别后，将获取的危化品类别发送到远程服务器，服务器通过危化品的类别在数据库中进行索引，获取当前危化品的形状、成分信息、警示标志信息和安全操作规程信息等，将检索的信息返回给护目镜，以通过显示模块进行显示或扬声器模块进行播放，使用户更全面了解当前危化品的信息，避免操作不当引起的安全问题等。

此外，与二维码标签识别一样，当还可以将图像识别的内容与数据库中返回的信息进行比较，判断两者的数据是否一致，若不一致，高亮显示或语音播放不一致的危化品信息，提醒检验用户注意。本发明还可以同时结合图像识别与二维码标签识别，当两者的识别结果不一致时，进行不一致的危化品信息提示。例如，当通过二维码标签识别出的危化品颜色为白色，而图像识别出的危化品颜色为红色时，则提示危化品的颜色信息不一致。

实施例二

本实施例提出了一种基于实施例一所述的护目镜进行危化品检测的方法，护目镜包括镜框、镜片和镜腿，在镜框的顶部设置有图像采集模块，在镜框的侧面设置有处理模块。

本发明中利用护目镜进行危化品的检验，为了克服检验过程中危险化学品标签中的字太小、语言版本不对等问题，本发明对采集的标签进行处理，使用户通过佩戴护目镜能够直接识别相应的标签信息。具体地，如图2所示，对标签文字的放大包括：

S11、接收图像采集模块采集的图像；

本发明图像接收模块接收的图像为通过镜框顶部设置的图像采集模块采集的图像，当用户佩戴护目镜检验危化品时，如果发现标签中的文字太小，可以发送相应的控制指令，以对标签中的文字进行放大。

具体地，护目镜还可以包括声音采集模块，通过声音采集模块采集用户的控制指令，根据控制指令的内容进行响应的处理。例如，当用户需要对标签信息进行放大时，可以发出“放大文字”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行标签放大时，启动图像采集模块采集图像，进行标签文字放大处理。

此外，用户还可以通过眨眼、张嘴等操作来触发“放大文字”的指令，如设置连续眨眼三次就进行文字放大的处理，本发明不对具体的指令触发方式进行限定。因此，本发明在步骤S11之前，还包括：

S10、采集用户的控制指令，判断所述控制指令是否为放大文字的指令，若是，执行步骤S11。

S12、提取所述采集的图像中的文字；

由于采集的图像包括了文字信息及背景信息，因此，为了避免背景信息的干扰，本发明对采集的图像进行预处理后，识别图像中的文字，分离文字和背景，将文字矢量化并调节对比度，以有效提取采集的图像中的文字。文字的识别可以基于训练文字库对构建文字的识别模型进行训练，生成最终的文字识别模型，对图像中的文字进行识别。

S13、对提取的文字进行放大。

本发明对提取的文字进行放大，使文字便于用户查看。文字放大的具体倍数与文字的原始大小有关，原始的文字越小，相应的文字放大倍数越大。本发明可以根据用户需求需要设置需要放到到的文字规格，将提取的每个文字放大到相应的规格大小。

相应地，护目镜还包括显示模块，以对放大后的文字进行显示。显示模块设置于一侧眼睛的上方，以便用户实时查看放大后的文字信息，了解危化品的成分、名称等信息。因此，本发明在步骤S13之后还可以包括：

S14、对放大后的文字进行显示。

此外，为了对危化品信息进行有效的管理，本发明中的护目镜还能与客户端关联，客户端可以为管理人员所拥有的客户端，也可以为当前检验用户所拥有的客户端。因此，本发明在步骤S13之后还可以包括：

S15、将放大后的文字发送到与护目镜关联的客户端。

在获取到危化品信息后，将信息发送到管理人员相关联的移动终端，使得远端的管理人员也能实时地了解当前检验的危化品信息，以及时地对当前的危化品检验进行指导。此外，也可以选择将危化品信息发送到当前检验用户相关联的客户端，使检验用户在完成对危化品的检验后，能够对当前危化品的信息进行汇总、整理与分析，完善危化品的检验过程。

此外，为了方便有阅读障碍的用户获取危化品信息，本发明所述的护目镜还包括语音转换模块、扬声器模块，具体地，首先通过语言转换模块将获取的文字信息转换成语音信息，再通过扬声器模块播放转换后的语音信息。值得注意的是，语音转换模块中的文字可以为标签中的原始文字，也可以为经过文字放大模块放大后的文字。当用户需要语言播放当前文字信息时，发出“语音播放”等触发指令，调用相应的语音转换模块，对文字进行语言转换。因此，本发明在步骤S13之后还可以包括：

S16、将获取的文字信息转换成语音信息；

S17、播放转换后的语音信息。

当用户查看标签文字时，可能存在语言版本不对的问题。例如，当危化品上的文字为英语，但是检验人员不懂英语，此时，用户不能对标签内容进行有效的读取。因此，本发明所述的处理模块还包括对语言版本的校正，具体为：

S21、识别文字的语言类别；

具体地，当用户不能识别危化品上的文字时，启动版本校正模块转换成目标文字。用户可以通过发出“语言转换”等命令，启动版本校正模板，对危化品上的文字进行语言转换。进行语言版本校正时，需要首先识别当前文字的语言类别，如当前文字为英文、德文或法文等。具体地，首先对当前的文字进行采集，提取文字的特征，再根据文字的特征与各语言类别的特征进行对比，确定当前文字的语言类别。

S22、将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字。

当成功识别当前文字的语言类别后，就能根据用户需要将文字由当前的语言类别转换成目标语言文字。具体地，首先根据文字当前的语言类别调用相应类别语言的文字数据库，将当前文字与数据库进行对比，识别当前的文字内容。同时，调用目标语言对应的文字数据库，查找数据库中当前文字的内容，将其转换成目标语言文字，完成语言版本的校正。

本发明中，默认的语言版本为中文，当用户没有设置转化后的语言版本，在接收到语言转化相关命令时，默认将其转化成中文，并在显示模块上进行显示。如果用户设置了目标语言，如英语时，将获取的文字转化成英语进行显示。用户可以预先在护目镜中设置自己熟悉的目标语言，当启动语言转换时，自动将当前的语言版本转换成目标语言。此外，用户还可以在启动语言转换功能后设置目标语言，如通过指令“转换成英语”来设置目标语言的类别。

值得注意的是，版本校正模块中的文字可以为标签中的原始文字，也可以为经过文字放大模块放大后的文字。当标签文字满足用户阅读需求时，不需要对文字进行放大，因此直接对原始的文字进行版本校正。当用户对放大后的文字进行阅读时，若发现文字的语言版本不对，可以对放大后的文字进行矫正。

因此，当用户阅读文字发现文字版本不对时，可以发出“版本校正”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行版本校正时，对文字的语言版本进行转化。此外，用户也可以通过眨眼、张嘴等操作来触发“版本校正”的指令，如设置连续眨眼四次就进行文字版本校正的处理，本发明不对具体的指令触发方式进行限定。与标签文字识别一样，当完成文字版本的校正后，可以通过显示模块显示校正后的文字，也可以通过扬声器模块播放校正文字，还可以将转换后的文字发送到相关联的移动终端，在此不再赘述。

此外，本发明为每一个待检测的危化品生成唯一的二维码，制作二维码标签，粘贴在待检测危化品的外包装上。危化品信息可以包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息。进一步地，该危化品信息还可以包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态。本发明构建危化品数据库，在服务器端存储危化品的相关信息。

因此，本发明所述的护目镜还包括二维码解析模块。当用户需要获取危化品外包装上二维码的信息时，触发图像采集模块采集二维码图像，采集的二维码图像发送到二维码解析模块，二维码解析模块与远端服务器进行通信，以获取二维码标签中的内容。如图3所示，对外包装上的二维码信息进行解析包括：

S31、接收图像采集模块采集的图像；

本发明图像接收模块接收的图像为通过镜框顶部设置的图像采集模块采集的图像，当用户佩戴护目镜检验危化品时，如果需要获取二维码标签信息，可以发送相应的控制指令，以对二维码信息进行解析。

S32、对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

对于二维码的解析，首先需要将二维码图像转化成黑白图像，因此本发明选择二值化算法，对二维码图像进行转化，具体的二值化算法本发明不做限定，可以灰度平局值值法、百分比阈值等。

S33、识别所述二维码黑白图像中的内容。

图像转化成黑白图像后，就能进一步对图像中的内容进行识别，获取危化品外包装上的二维码信息。

通过图像采集模块采集二维码图像时，可能存在不能对准二维码进行扫描的问题，也就是说，二值化后得到的二维码黑白图像可能难以识别，需要用户不断调整图像采集模块的扫描角度、扫描距离等，不断的角度、距离的调整使二维码解析模块不断地进行二维码的解析，解析效率低。因此，本发明的处理模块还包括定位模块，定位模块可以进行不同角度的旋转，以全面覆盖危化品的外包装侧。具体地，定位模块为激光照射装置，通过不同角度的旋转照射在危化品的不同位置。

用户进行二维码标签信息采集时，可以发出“扫描二维码”的指令，声音采集模块采集用户的控制指令，将指令发送到处理模块进行处理。处理模块对用户发出的指令进行判断，当确定用户需要进行二维码扫描时，启动定位模块发出激光照射在外包装上，用户根据激光照射的位置对定位模块的角度进行调整。用户可以通过指令的方式控制定位模块的调整角度，如“向左转动10度”等。当激光的照射位置与二维码位置相匹配时，停止定位模块的角度调整。位置匹配可以为激光的照射位置处于二维码位置内、激光的照射位置包含二维码位置或激光的照射位置与二维码位置相交等，本发明不作限定。

用户可以根据需要进行定位模块的调整，当完全二维码扫描定位后，同步联动调整图像采集模块的角度，与激光照射位置相匹配，以精确采集二维码标签信息。具体地，本发明中，定位模块设置于图像采集模块的边缘，图像采集模块活动连接于镜框的顶部，通过转动装置实现图像采集模块的转动。

因此，本发明所述的对二维码信息进行解析在步骤S31之前还包括：

S30、发出激光照射在外包装上，接收用户的角度调节指令，直到激光的照射位置与二维码位置相匹配。

此外，二维码标签中可以仅包括单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息等基础信息，当通过二维码解析模块解析获取二维码标签信息后，将标签信息通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，服务器根据解析的信息在数据库中进行索引查找，获取危化品的销售信息、运输信息、形状等信息。二维码标签解析信息及在数据库中查找的信息都可以通过显示模块进行显示。本发明所述的护目镜还可以包括扬声器模块，用于播放二维码解析信息等，使用户及时获取相应的危化品信息，避免不了解危化品信息造成的安全事故。此外，还可以将获取的危化品信息发送到相关联的移动终端，在此不再赘述。值得注意是，本发明所述的二维码还可以为条形码、RFID标签等，而相应的二维码解析模块则为条形码解析模块、RFID标签识别模块等。因此，本发明所述的对二维码信息进行解析在步骤S33之后还包括：

S34、将识别的内容通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

用户通过二维码标签获取到危化品的颜色、形状等信息后，可以与当前看到的危化品进行比较，判断危化品是否出现变质等问题，以进行及时的处理。例如，当获取的危化品信息指示危化品为白色，但当前看到的危化品为红色时，提示危化品可能存在变质、信息错误等问题。

此外，还可以将二维码标签中获取的信息与数据库中返回的信息进行比较，判断两者的数据是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息，提醒检验用户注意。例如，从二维码标签中获取的危化品类别与从数据库中索引得到的危化品类别不相同时，在显示模块高亮显示返回的危化品类别部分。此外，还可以通过语音播放“危化品类别信息不一致”等内容，使检验用户及时了解错误的危化品信息。因此，步骤S34之后还包括：

S35、判断二维码标签中获取的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息。

当危化品的包装为透明包装时，本发明除了通过二维码标签获取危化品信息外，还可以通过图像识别获取当前的危化品信息。具体地，本发明通过图像采集模块采集当前危化品的图像，在采集的危化品图像中提取危化品区域，利用深度学习模型3D-CNN提取危化品区域的特征，并基于提取的特征对危化品进行分类。3D-CNN分类模型的具体生成如下：

构建3D-CNN卷积神经网络；通过危化品样本数据对3D-CNN卷积神经网络进行训练，得到3D-CNN分类模型；基于所述3D-CNN分类模型，提取危化品区域的特征，输出危化品的类别。

3D-CNN基本结构组件为3D卷积层、硬连线hardwired层、下采样层、全连接层和输出层。其中hardwired层通过对危化品区域进行处理产生多个通道信息，然后对多个通道进行处理。3D卷积层是三维的卷积核，该组件负责提取多种特征。下采样层组件负责对特征图进行降维，全连接层组件负责将二维特征组合成一维特征并用于最后输出层的分类输出。3D-CNN中，通常包括一个硬连线hardwired层、一个全连接层和一个输出层。3D卷积层、下采样层的数量可以根据实际情况进行选择，在此不作限定。下采样层通常设置在卷积层之后，全连接层位于最后一个卷积层和输出层之间。使用全连接层将卷积核生成的每个特征与第二下采样层中的所有特征全连接，生成危化品区域的特征向量。最终生成的特征向量输入输出层进行分类。输出层包括Softmax分类器，对输入的危化品进行分类输出。

构建好3D-CNN后，基于训练数据对3D-CNN进行训练，得到3D-CNN分类模型。本发明加载标注了类别信息的危化品区域数据，通过3D-CNN分类模型的损失函数对3D-CNN分类模型进行优化，训练生成3D-CNN分类模型。训练生成后，危化品进行特征学习，输出危化品的类别。

因此，本发明的护目镜还包括图像识别模块，用于识别危化品的类别。通过构建的3D-CNN分类模型识别危化品的类别后，将获取的危化品类别发送到远程服务器，服务器通过危化品的类别在数据库中进行索引，获取当前危化品的形状、成分信息、警示标志信息和安全操作规程信息等，将检索的信息返回给护目镜，以通过显示模块进行显示或扬声器模块进行播放，使用户更全面了解当前危化品的信息，避免操作不当引起的安全问题等。此外，与二维码标签识别一样，当还可以将图像识别的内容与数据库中返回的信息进行比较，判断两者的数据是否一致，若不一致，高亮显示或语音播放不一致的危化品信息，提醒检验用户注意。本发明还可以同时结合图像识别与二维码标签识别，当两者的识别结果不一致时，进行不一致的危化品信息提示。例如，当通过二维码标签识别出的危化品颜色为白色，而图像识别出的危化品颜色为红色时，则提示危化品的颜色信息不一致。因此，如图4所示，本发明通过图像获取当前危化品信息具体为：

S41、训练生成3D-CNN分类模型；

S42、接收图像采集模块采集的图像；

S43、基于所述3D-CNN分类模型识别危化品的类别；

S44、将识别的危化品的类别通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

S45、判断图像识别的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息。

本发明提供了一种用于危化品检验的护目镜及其检验方法，护目镜是危化品检验过程中的必备用品，针对危化品的特征，在护目镜端设置图像采集模块、放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块，以利用护目镜去危化品进行信息检验，不需要设置额外的处理设备，方便用户携带，使用户随时都能根据需要获取危化品的信息，及时获取相应的信息，避免危化品检验中的安全事故；通过放大模块对标签的文字进行放大，使用户能更清楚获取危化品包装上的文字信息，避免文字过小使用户不能有效获取危化品的信息，遗漏相关检验信息的问题；不需要借助额外的放大镜等部件，避免对护目镜镜片的改进，同时能对放大的倍数进行调整，放大效果好；通过版本校正模块对文字的版本进行校正，避免用户不能识别相应的文字造成信息遗漏的问题；根据用户的需求设置目标语言的类别，满足不同的用户群体需求；能够通过二维码标签及图像识别两种方式获取危险品的相关信息，避免安全事故的发生，全面获取危险品的信息；与现有的危险品数据库信息进行有效的结合，智能化识别危化品，快速获取、鉴别危化品信息；对识别出的信息与数据库返回的信息、或者二维码标签与图像识别信息进行比对，提示用户不一致的信息，使用户能针对危化品信息进行及时的处理；通过定位模块进行不同角度的旋转，以全面覆盖危化品的外包装侧，通过不同角度的旋转照射在危化品的不同位置，以准确定位二维码扫描的区域，避免不断调整图像采集模块的扫描角度、扫描距离等，提高二维码的解析效率；护目镜还能与客户端关联，客户端可以为管理人员所拥有的客户端，也可以为当前检验用户所拥有的客户端，使得远端的管理人员也能实时地了解当前检验的危化品信息，以及时地对当前的危化品检验进行指导；同时，检验用户在完成对危化品的检验后，能够对当前危化品的信息进行汇总、整理与分析，完善危化品的检验过程；护目镜端还设置语音转换模块、扬声器模块，将文字信息转换成语音信息进行播放，方便有阅读障碍的用户获取危化品信息，同时通过扬声器播放相应的信息，使用户能在检验的同时获取检验结果，及时获取相应的信息，避免危化品检验中的安全事故。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种用于危化品检验的护目镜，包括镜框、镜片和镜腿，其特征在于，在镜框的顶部设置有图像采集模块，在镜框的侧面设置有处理模块；所述处理模块包括放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块；

所述放大模块包括：

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

文字提取模块，用于提取所述采集的图像中的文字；

文字放大模块，用于对提取的文字进行放大；

所述版本校正模块包括：

语言识别模块，用于识别文字的语言类别；

语言转换模块，用于将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字；

所述二维码解析模块包括：

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

二值化模块，用于对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

黑白图像识别模块，用于识别所述二维码黑白图像中的内容；

所述图像识别模块包括：

训练模块，用于训练生成3D-CNN分类模型；

图像接收模块，用于接收图像采集模块采集的图像；

分类模块，用于基于所述3D-CNN分类模型识别危化品的类别；

索引模块，用于将识别的危化品的类别通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果。

2.根据权利要求1所述的护目镜，其特征在于，所述护目镜还包括定位模块，用于发出激光照射在外包装上，接收用户的角度调节指令，直到激光的照射位置与二维码位置相匹配，当激光的照射位置与二维码位置相匹配时，调用二维码解析模块。

3.根据权利要求1所述的护目镜，其特征在于，所述护目镜还包括显示模块、声音采集模块、语音转换模块及扬声器模块；所述显示模块用于显示放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块的处理结果；所述语音转换模块用于将显示放大模块、版本校正模块、二维码解析模块及图像识别模块的处理结果转换成语音信息，所述扬声器模块用于播放所述语音转换模块转换后的语音信息；所述声音采集模块用于用户指令，以基于相应的指令调用显示放大模块、或版本校正模块、或二维码解析模块或图像识别模块。

4.根据权利要求1所述的护目镜，其特征在于，所述护目镜与客户端关联，所述客户端包括管理人员所拥有的客户端，及当前用户所拥有的客户端，用于接收护目镜获取的危化品信息。

5.根据权利要求3所述的护目镜，其特征在于，当二维码标签中获取的信息与服务器返回的信息不一致、或图像识别的信息与服务器返回的信息不一致时，通过显示模块高亮显示不一致的危化品信息或通过扬声器模块播放不一致的危化品信息。

6.根据权利要求1所述的护目镜，其特征在于，所述二维码解析模块包括：索引模块，用于将二维码解析信息通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

危化品信息包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息，还包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的护目镜进行危化品检测的方法，其特征在于，包括步骤S1、对标签文字进行放大；S2、对标签文字进行语言版本校正；S3、对外包装上的二维码信息进行解析；S4、基于危化品图像识别危化品信息；

所述步骤S1具体为：

S11、接收图像采集模块采集的图像；

S12、提取所述采集的图像中的文字；

S13、对提取的文字进行放大；

所述步骤S2具体为：

S21、识别文字的语言类别；

S22、将文字由识别的语言类别转换成目标语言文字；

所述步骤S3具体为：

S31、接收图像采集模块采集的图像；

S32、对接收的二维码图像进行二值化处理，得到二维码黑白图像；

S33、识别所述二维码黑白图像中的内容；

所述步骤S4具体为：

S41、训练生成3D-CNN分类模型；

S42、接收图像采集模块采集的图像；

S43、基于所述3D-CNN分类模型识别危化品的类别；

S44、将识别的危化品的类别通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果。

8.根据权利要求7所述的进行危化品检测的方法，其特征在于，所述步骤S31之前还包括：

S30、发出激光照射在外包装上，接收用户的角度调节指令，直到激光的照射位置与二维码位置相匹配。

9.根据权利要求7所述的进行危化品检测的方法，其特征在于，所述步骤S11之前还包括：

S10、采集用户的控制指令，判断所述控制指令是否为放大文字的指令，若是，执行步骤S11；

所述S13之后还包括S14和/或S15和/或S16、S17，其中，

S14、对放大后的文字进行显示；

S15、将放大后的文字发送到与护目镜关联的客户端；

S16、将获取的文字信息转换成语音信息；

S17、播放转换后的语音信息。

10.根据权利要求7所述的进行危化品检测的方法，其特征在于，步骤S33之后还包括：

S34、将识别的内容通过无线信号收发装置发送到远端的服务器，接收服务器在数据库中的危化品信息索引结果；

危化品信息包括所在单位名称、位置信息、危化品类别、CAS信息、成分信息、重量信息、警示标志信息和安全操作规程信息，还包括生产信息、销售信息和运输信息，其中，生产信息包括生产单位、生产时间、生产单位地址和生产单位责任人，销售信息包括销售单位、销售单位地点、销售单位责任人和销售时间，运输信息包括运输单位、出发地址、终点地址、运输线路和运输状态；

S35、判断二维码标签中获取的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息；

步骤S44之后还包括：

S45、判断图像识别的信息与服务器返回的信息是否一致，若不一致，高亮显示不一致的危化品信息。

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