CN111915671A - 一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统 - Google Patents

一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明的一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统，本发明通过对每个进场工作人员配发前后印制有二维码的马甲，并记录下姓名和二维码的对应表，在场内密布能够识别二维码的智能摄像机，摄像机一旦识别出画面中出现二维码图案，就将二维码的内容、时间、摄像机地点等信息传递回平台，平台根据姓名和二维码的对应表就可以确定人员的身份。平台通过持续记录摄像机传回的二维码相关信息，就可以获得特定人员工作场所内的时空点集和，通过这些时空点集和，就可以还原出人员在工作区域内的准确轨迹。本发明通过把二维码印制在马甲上作为识别信息，相对很容易识别，准确率高，而且容易实现，可根据需要在多种场合应用该方法对人员、动物或者物品进行监控。

Description

一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统
技术领域
本发明涉及人员定位技术领域，具体涉及一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统。
背景技术
在一些重要的工作区域,出于安全生产的需要,迫切需要能够准确的知道什么人(Who)在什么时间(When)到达过什么地方(Where)的信息，后面简称3W信息。目前常用的方法有：1)人员佩带特定的定位装置，通过GPS、北斗、蓝牙、WIFI等手段进行定位。2)在工作场所密布带有智能分析功能的摄像机，通过智能摄像机的人脸识别功能，抓拍人脸来确定人员身份，从而确定3W信息。对于第一种方法，需要增加额外的硬件成本，并且在某些行业还不能使用。对于第二种方法，因为工作人员人脸朝向不确定的问题，不一定能抓到清晰的正脸，而存在很大的可能无法人脸识别。
发明内容
本发明提出的一种工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统，可解决上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种工作区域的人员轨迹跟踪方法，包括以下步骤：
S100、给进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
S200、通过事先设置好的摄像机对进入工作场所的工作人员进行拍摄并保存图像数据；
所述摄像机事先做好拍摄图像的位置标定；
S300、通过智能分析模块检测摄像机拍摄的画面中的人形区域，并换算出人形区域对应的实际工作场所的位置；
S400、通过智能分析模块识别出人形区域中的二维码图案，并识别出二维码对应的人员信息；
S500、将同一个二维码在设定时间内出现的人员信息和位置信息汇总到一块，得到对应人员的时空信息点阵，形成行动轨迹。
进一步的，所述S200中摄像机的拍摄图像位置标定步骤如下：
将摄像机画面分割成M*N的小区域，即水平方向M等分，垂直方向N等分；
每个小区域给编制一个序号Iij,其中i＝0,1,...M-1；j＝0,1,...N-1；令一成年人，在一个工作场地内按顺序移动，每次要移动到的停留位置，要使得他的胸部指定位置出现在画面指定的一个小区的中心；
设他所在场地的实际坐标位置记录为(x,y)；记录此时摄像机画面小区域的序号、摄像机画面小区域的中心点坐标、标定人员在场地上实际坐标的对应关系，这个对应关系表记录为LM；
如果对于某个摄像机画面小区域，他移动至场地内的任何区域都不能使得胸部出现在指定小区域的中心，则在对应关系表LM中删除此小区域的对应关系的记录项；至此，标定完毕。
进一步的，所述S300中对摄像机图像对应的实际位置进行换算，步骤如下：
当在画面中识别出某工作人员身上的二维码时，根据二维码的区域，先计算出二维码的中心坐标在摄像机画面中的位置，然后遍历对应关系表LM，找出和摄像机画面里中心点坐标距离最小的小区域，它对应的场地的实际坐标就作为此时此工作人员的实际位置，此时的时间就做为时间戳，此时二维码内容对应的工作人员的姓名就作为人员身份，将这三个信息记录入系统的数据库中保存。
进一步的，所述S500中轨迹形成步骤包括：
查询特定人员轨迹信息时，将姓名、查询时段做为查询条件，会查询出一组记录的集和；
将这组记录以时间戳排序，然后将实际位置在地图上顺序连线，即可得到特定人员的行动轨迹。
另一方面本发明还公开一种工作区域的人员轨迹跟踪系统，包括：
在设定区域，特定位置，布置N台摄像机，N为大于1的自然数，N台摄像机的内部时钟保持同步；
所述摄像机内置或外置的智能分析模块；所述智能分析模块包括二维码识别智能模块和人形检测智能模块；
在进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
还包括平台服务器模块，所述二维码识别智能模块和人形检测智能模块分别与平台服务器模块通信连接。
进一步的，所述摄像机选配云台、拉伸镜头，或者直接以高速球机替代，以便具备拉近拉远、变动方向的功能。
进一步的，所述二维码图案用阿拉伯数字替换；所述二维码识别智能模块用阿拉伯数字识别模块替换。
由上述技术方案可知，本发明的工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统，通过对每个进场工作人员配发前后印制有二维码的马甲，并记录下姓名和二维码的对应表，在场内密布能够识别二维码的智能摄像机，摄像机一旦识别出画面中出现二维码图案，就将二维码的内容、时间、摄像机地点等信息传递回平台，平台根据姓名和二维码的对应表就可以确定人员的身份。平台通过持续记录摄像机传回的二维码相关信息，就可以获得特定人员工作场所内的时空点集和，通过这些时空点集和，就可以还原出人员在工作区域内的准确轨迹。
本发明通过把二维码印制在马甲上作为识别信息，相对很容易识别，准确率高，而且容易实现，可根据需要在多种场合应用该方法对人员、动物或者物品进行监控。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是智能摄像机的模块组成图；
图3是工作场所各种设备的拓扑关系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的工作区域的人员轨迹跟踪方法，包括以下步骤：
S100、给进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
S200、通过事先设置好的摄像机对进入工作场所的工作人员进行拍摄并保存图像数据；
所述摄像机事先做好拍摄图像的位置标定；
S300、通过智能分析模块检测摄像机拍摄的画面中的人形区域，并换算出人形区域对应的实际工作场所的位置；
S400、通过智能分析模块识别出人形区域中的二维码图案，并识别出二维码对应的人员信息；
S500、将同一个二维码在设定时间内出现的人员信息和位置信息汇总到一块，得到对应人员的时空信息点阵，形成行动轨迹。
其中，
所述摄像机的图像标定过程；即摄像机架设好后，将摄像机画面分割成M*N的小区域，即水平方向M等分，垂直方向N等分，如果要求的轨迹精度越高，则M和N的值要越大。每个小区域给编制一个序号Iij,其中i＝0,1,...M-1；j＝0,1,...N-1；令一成年人，在一个工作场地内按顺序移动，每次要移动到的停留位置，要恰好使得他的胸部出现在画面的一个小区的中心。此时他所在场地的实际坐标位置记录为(x,y)。记录此时摄像机画面小区域的序号、摄像机画面小区域的中心点坐标、标定人员在场地上实际坐标的对应关系，这个对应关系表记录为LM。如果对于某个摄像机画面小区域，他移动至场地内的任何区域都不能使得胸部出现在该小区域的中心，则在对应关系表LM中删除此小区域的对应关系的记录项。至此，标定完毕。
在工作过程中，当在画面中识别出某工作人员身上的二维码时，根据二维码的区域，先计算出二维码的中心坐标在摄像机画面中的位置，然后遍历对应关系表LM，找出和摄像机画面里中心点坐标距离最小的小区域，它对应的场地的实际坐标就做为此时此工作人员的实际位置，此时的时间就做为时间戳，此时二维码内容对应的工作人员的姓名就作为人员身份，将这三个信息记录入系统的数据库中保存。
查询特定人员轨迹信息时，将姓名、查询时段做为查询条件，会查询出一组记录的集和。将这组记录以时间戳排序，然后将实际位置在地图上顺序连线，即可得到特定人员的行动轨迹。
以下具体说明：
本发明的摄像机的标定过程只在工作区域内摄像机架设完毕或更新时运行一次。工作过程是标定过程完成后，持续运行的。
在工作场所合理的布设多台智能摄像机，所有摄像机的画面综合起来需要能覆盖工作场所的所有区域；即所述摄像机的拍摄角度可拍摄到完整的人员的上半身图像；所述摄像机包括N台，N为大于1的自然数，N台摄像机的内部时钟保持同步；
其中每个摄像机都要执行标定过程。
如图1，本发明实施例的摄像机需要有一个内置或外置的智能模块具有对画面中的人形检测抓拍的功能；摄像机需要有一个内置或外置的智能模块具有对画面中的二维码识别的功能。为了提升整个方法的准确率，在成本允许的情况下，摄像机可以选配云台、拉伸镜头，或者直接以高速球机替代，以便具备拉近拉远、变动方向的功能。
如图2，部署一台管理平台服务器，可以通过网络对所有智能摄像机进行管理，并收集摄像机传回的各种数据。
本发明实施例的工作过程可解释如下：
进入工作场所的人员需要穿戴印制有不同二维码图案的马甲。二维码图案要求至少要在马甲前面或背面出现，二维码图案要清晰、显著。
工作人员进场前，要记录二维码和姓名的对应关系表。
工作场所要架设的摄像机要定期根据平台统一授时，保持内部时钟的精确同步。
摄像机通过内置或外置的智能分析模块可以检测到出现在画面中的人形区域。
如果摄像机具有云台和拉伸镜头功能，则先检测出的人形区域，将目标适当居中，拉近。以便得到更清晰的二维码图像。然后摄像机自动再回到居中和拉近以前的预置位位置。这个操作仅仅为了得到更清晰的二维码图像，后续计算中用到的二维码位置区域等信息，还是使用未居中和拉伸前的画面中的信息。
摄像机通过内置或外置的智能分析模块可以识别出人员身上马甲的二维码，并记录下二维码的内容，尺寸，时间，所属人形的矩形区域，根据标定的矩形框区域和实际场地内位置的对应关系表，得到目标的实际位置，并将这些信息一并传回管理平台。
管理平台将同一个二维码对应的人员在一段时间内出现的信息汇总到一块，就可以得到特定人员的时空信息点集和。
将得到的特定人员的时空信息点集和按时间顺序连接起来，就可以得到特定人员在工作区域的行动轨迹。
本实施例的二维码图案,可以用1个或多个阿拉伯数字替换。所述的二维码识别智能模块对应的用阿拉伯数字识别模块替换。
同时，图2和图3所示，本发明实施例公开一种工作区域的人员轨迹跟踪系统，包括：
在设定区域，特定位置，布置N台摄像机，N为大于1的自然数，N台摄像机的内部时钟保持同步；
所述摄像机内置或外置的智能分析模块；所述智能分析模块包括二维码识别智能模块和人形检测智能模块；
在进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
还包括平台服务器模块，所述二维码识别智能模块和人形检测智能模块分别与平台服务器模块通信连接。
具体的说，所述摄像机选配云台、拉伸镜头，或者直接以高速球机替代，以便具备拉近拉远、变动方向的功能。
所述二维码图案用阿拉伯数字替换；所述二维码识别智能模块用阿拉伯数字识别模块替换。
综上所述，本发明实施例的工作区域的人员轨迹跟踪方法和系统，通过对每个进场工作人员配发前后印制有二维码的马甲，并记录下姓名和二维码的对应表，在场内密布能够识别二维码的智能摄像机，摄像机一旦识别出画面中出现二维码图案，就将二维码的内容、时间、摄像机地点等信息传递回平台，平台根据姓名和二维码的对应表就可以确定人员的身份。平台通过持续记录摄像机传回的二维码相关信息，就可以获得特定人员工作场所内的时空点集和，通过这些时空点集和，就可以还原出人员在工作区域内的准确轨迹。通过把二维码印制在马甲上作为识别信息，相对很容易识别，准确率高，而且容易实现，可根据需要在多种场合使用该方法对人员或者物品进行监控。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种工作区域的人员轨迹跟踪方法，其特征在于：
包括以下步骤：
S100、给进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
S200、通过事先设置好的摄像机对进入工作场所的工作人员进行拍摄并保存图像数据；
所述摄像机事先做好拍摄图像的位置标定；
S300、通过智能分析模块检测摄像机拍摄的画面中的人形区域，并换算出人形区域对应的实际工作场所的位置；
S400、通过智能分析模块识别出人形区域中的二维码图案，并识别出二维码对应的人员信息；
S500、将同一个二维码在设定时间内出现的人员信息和位置信息汇总到一块，得到对应人员的时空信息点阵，形成行动轨迹。
2.根据权利要求1所述的工作区域的人员轨迹跟踪方法，其特征在于：所述S200中摄像机的拍摄图像位置标定步骤如下：
将摄像机画面分割成M*N的小区域，即水平方向M等分，垂直方向N等分；
每个小区域给编制一个序号Iij,其中i＝0,1,...M-1；j＝0,1,...N-1；令一成年人，在一个工作场地内按顺序移动，每次要移动到的停留位置，要使得他的胸部指定位置出现在画面指定的一个小区的中心；
设他所在场地的实际坐标位置记录为(x,y)；记录此时摄像机画面小区域的序号、摄像机画面小区域的中心点坐标、标定人员在场地上实际坐标的对应关系，这个对应关系表记录为LM；
如果对于某个摄像机画面小区域，他移动至场地内的任何区域都不能使得胸部出现在指定小区域的中心，则在对应关系表LM中删除此小区域的对应关系的记录项；至此，标定完毕。
3.根据权利要求2所述的工作区域的人员轨迹跟踪方法，其特征在于：所述S300中对摄像机图像对应的实际位置进行换算，步骤如下：
当在画面中识别出某工作人员身上的二维码时，根据二维码的区域，先计算出二维码的中心坐标在摄像机画面中的位置，然后遍历对应关系表LM，找出和摄像机画面里中心点坐标距离最小的小区域，它对应的场地的实际坐标就作为此时此工作人员的实际位置，此时的时间就做为时间戳，此时二维码内容对应的工作人员的姓名就作为人员身份，将这三个信息记录入系统的数据库中保存。
4.根据权利要求3所述的工作区域的人员轨迹跟踪方法，其特征在于：所述S500中轨迹形成步骤包括：
查询特定人员轨迹信息时，将姓名、查询时段做为查询条件，会查询出一组记录的集和；
将这组记录以时间戳排序，然后将实际位置在地图上顺序连线，即可得到特定人员的行动轨迹。
5.一种工作区域的人员轨迹跟踪系统，其特征在于，
包括：
在设定区域，特定位置，布置N台摄像机，N为大于1的自然数，N台摄像机的内部时钟保持同步；
所述摄像机内置或外置的智能分析模块；所述智能分析模块包括二维码识别智能模块和人形检测智能模块；
在进入工作场所的工作人员佩戴印制有二维码图案的马甲；每个工作人员对应唯一的二维码图案，该二维码图案事先与该工作人员的姓名和身份对应；
还包括平台服务器模块，所述二维码识别智能模块和人形检测智能模块分别与平台服务器模块通信连接。
6.根据权利要求5所述的一种工作区域的人员轨迹跟踪系统，其特征在于，所述摄像机选配云台、拉伸镜头，或者直接以高速球机替代，以便具备拉近拉远、变动方向的功能。
7.根据权利要求5所述的一种工作区域的人员轨迹跟踪系统，其特征在于，所述二维码图案用阿拉伯数字替换；所述二维码识别智能模块用阿拉伯数字识别模块替换。
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