CN113065435A - 一种基于视频识别的安全工器具出库装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于视频识别的安全工器具出库装置，包括投票箱、工具库以及警示灯，投票箱包括箱体、正反检测单元、输纸单元、摄像头以及处理单元，将待取工器具的工作票从投票槽投入到箱体中，设置在投票槽处的正反检测单元可以对工作票进行正反面检测，若工作票反面朝上，则可以进行警示提示作业人员重新投放工作票，当工作票为正面朝上时，输纸单元可以将工作票输送到箱体内部，并输送到摄像头的拍摄区域，此时摄像头可以采集图像数据，并由处理单元进行图像处理，从而将工作票中包含的工器具清单提取出出来，最终处理单元可以根据工器具清单开启工具库上对应网格单元的电控门，实现工器具领用的全自动化，减少作业人员的等待时间，提高效率。

Description

一种基于视频识别的安全工器具出库装置

技术领域

本发明涉及视频识别技术领域，特别涉及一种基于视频识别的安全工器具出库装置。

背景技术

智能视频识别技术是近十几年发展起来的新兴信息技术，通过计算机图像处理技术，采用响应的数学方法和统计方法，从视频序列中提取大量有用信息，然后对其进行加工处理，以达到智能识别的目的。

视频智能识别技术在电力安全领域已得到普遍关注，在现场作业人员人脸识别、安全帽识别及违章行为识别方面进行了相关研究，主要针对作业中安全监控识别，但针对作业前的安全工器具领用，并没有采用视频识别技术，而是通过携带纸质工作票到库房后，由库房工作人员根据工作票对工器具进行查找以及出库，整个过程效率较低，并且在特殊时期工器具的领用次数较为频繁，导致库房工作人员工作强度较大。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种基于视频识别的安全工器具出库装置，同时采集工作票的图像视频数据，并进行处理后对工作票上的工器具进行自动出库，减少人力的使用，减少等待的时间，提高作业的效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于视频识别的安全工器具出库装置，包括投票箱、工具库以及警示灯，所述投票箱设置在工具库一侧，所述工具库包括若干用于存储工器具的网格单元，所述网格单元上设置有电控门；所述投票箱包括箱体、正反检测单元、输纸单元、摄像头以及处理单元，所述箱体侧壁设置有投票槽，所述正反检测单元设置在投票槽处，所述输纸单元位于投票槽内侧的箱体内壁上，所述摄像头以及处理单元位于箱体内部；所述正反检测单元包括对称设置在投票槽顶面和底面的夹紧板、滑动块以及电动推杆，所述夹紧板相互远离的一侧从投票槽内壁伸入到箱体侧壁中，另一侧伸入到投票槽中，且设置有条形槽，所述滑动块以及电动推杆设置在条形槽中，且电动推杆的输出轴与滑动块连接，所述滑动块与电动推杆连接的一侧设置有压力传感器；所述警示灯设置在投票箱外壁，所述处理单元分别与输纸单元、电控门、摄像头、电动推杆、压力传感器以及警示灯电连接。

优选的，所述条形槽开口处两侧设置有台阶，所述滑动块顶部两侧设置有凹槽，所述台阶嵌入在凹槽中，所述滑动块高度与条形槽深度一致。

优选的，所述箱体侧壁内部设置有容纳腔，所述夹紧板一侧伸入到容纳腔中，并通过弹簧与容纳腔底面连接，所述容纳腔底部设置有电磁铁，所述处理单元与电磁铁电连接，所述夹紧板位于容纳腔的一侧底部设置有金属板。

优选的，所述处理单元包括OCR识别单元以及主控单元，所述OCR识别单元分别与主控单元以及摄像头电连接，所述主控单元分别与输纸单元、电控门、电动推杆、压力传感器以及警示灯电连接。

优选的，所述箱体内部设置有隔板，所述隔板将箱体内部分成上下设置的电气腔以及存票腔，所述隔板高度高于投票槽上方，所述摄像头设置在隔板底面，所述处理单元设置在电气腔中，所述存票腔内设置有升降板以及液压杆，所述液压杆的输出轴与升降板底面连接，所述主控单元与液压杆电连接。

优选的，所述输纸单元包括搓纸轮、旋转电机、升降电机以及U型支架，所述升降电机设置在投票槽内侧的箱体内壁上，其输出轴与U型支架顶部连接，所述搓纸轮设置在U型支架的空腔中，其两侧设置有转轴，所述转轴穿过U型支架，所述U型支架外侧壁设置有承载板，所述旋转电机设置在承载板上，其输出轴与转轴连接，所述主控单元分别与旋转电机以及升降电机电连接。

优选的，还包括自检机构，所述自检机构包括搓纸辊筒、自检纸样以及自检按钮，所述自检按钮设置在投票箱外表面，所述搓纸辊筒以及自检纸样设置在承载板内部，所述承载板靠近投票槽的一侧设置有出纸口，所述搓纸辊筒带动自检纸样从出纸口处伸出到投票槽中，所述主控单元与搓纸辊筒电连接，所述自检纸样顶面光滑于底面。

优选的，所述正反检测机构还包括红外对管，所述红外对管设置在两个夹紧板相对的一侧上，所述处理单元与红外对管电连接。

优选的，所述网格单元内设置有RFID读写器，用于扫描网格单元内的工器具上的RFID标签，所述处理单元与RFID读写器数据连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于视频识别的安全工器具出库装置，用于对电网作业工作票进行识别，并将工作票中包含的工器具进行出库，从而减少人力的使用，作业人员将工作票投入到投票箱中后，通过所设置的正反检测单元检测工作票是否反面朝上，若工作票反面朝上，处理单元则控制警示灯亮起以提示作业人员重新投放工作票，当工作票正面朝上时，通过设置的输纸单元可以将工作票输送到投票箱内部，摄像头可以对工作票正面的信息进行采集，然后处理单元对图像内的文字进行分析后获取工作票中待提取工器具的信息，然后控制对应工器具的网格单元的电控门开启，从而作业人员可以获取相应的工器具进行作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置的结构示意图；

图2为本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置的投票箱的内部结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置的正反检测单元的结构示意图；

图5为本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置的输纸单元的结构示意图；

图6为本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置的电路原理图；

图中，1为投票箱，2为工具库，3为警示灯，4为网格单元，5为电控门，6为箱体，7为摄像头，8为处理单元，9为投票槽，10为夹紧板，11为滑动块，12为电动推杆，13为条形槽，14为压力传感器，15为台阶，16为凹槽，17为容纳腔，18为弹簧，19为电磁铁，20为金属板，21为OCR识别单元，22为主控单元，23为隔板，24为电气腔，25为存票腔，26为升降板，27为液压杆，28为搓纸轮，29为旋转电机，30为升降电机，31为U型支架，32为转轴，33为承载板，34为搓纸辊筒，35为自检纸样，36为自检按钮，37为出纸口，38为红外对管，39为RFID读写器。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图6，本发明提供的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，包括投票箱1、工具库2以及警示灯3，所述投票箱1设置在工具库2一侧，所述工具库2包括若干用于存储工器具的网格单元4，所述网格单元4上设置有电控门5；所述投票箱1包括箱体6、正反检测单元、输纸单元、摄像头7以及处理单元8，所述箱体6侧壁设置有投票槽9，所述正反检测单元设置在投票槽9处，所述输纸单元位于投票槽9内侧的箱体6内壁上，所述摄像头7以及处理单元8位于箱体6内部；所述正反检测单元包括对称设置在投票槽9顶面和底面的夹紧板10、滑动块11以及电动推杆12，所述夹紧板10相互远离的一侧从投票槽9内壁伸入到箱体6侧壁中，另一侧伸入到投票槽9中，且设置有条形槽13，所述滑动块11以及电动推杆12设置在条形槽13中，且电动推杆12的输出轴与滑动块11连接，所述滑动块11与电动推杆12连接的一侧设置有压力传感器14；所述警示灯3设置在投票箱1外壁，所述处理单元8分别与输纸单元、电控门5、摄像头7、电动推杆12、压力传感器14以及警示灯3电连接。

本发明的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，可以用于接收作业人员的工作票，然后对工作票进行视频图像采集，并分析工作票中所包含的文字信息中的工器具领用清单，然后对应的开启工具库2的网格单元4的电控门5，从而作业人员可以获取对应的工器具进行作业，本发明通过采用视频识别的功能来解决传统的人工校核工作票存在效率低下、容易出错的问题，并且实现工器具的全自动化领用，可以减少作业人员等待的时间，提高作业的效率。

当作业人员携带工作票到达投票箱1位置处后，可以将工作票从投票槽9投入到投票箱1的内部，在投票槽9处设置了工作票的正反检测单元，用于检测工作票是否正面朝上，当工作票反面朝上时，投票箱1外壁的警示灯3会亮起，以提示作业人员需要将作业票正面投放，防止反面朝上的工作票进入到投票箱1内部导致采集的图像无法被识别，当正反检测单元检测到工作票正面朝上时，通过设置的输纸单元可以将工作票输送到投票箱1内部，并位于摄像头7的采集区域中，摄像头7采集图像信息后，将图像信息发送到处理单元8，由处理单元8提取内部文字信息，并判断需要领用的工器具清单，然后控制工具库2对应的网格单元4的电控门5开启，实现对工器具的自动化领用。

对于正反面检测单元而言，本发明利用了工作票正反面光滑度不同的性质进行检测，当工作票伸入到投票槽9处时，处理单元8控制正反面检测单元进行检测，首先控制投票槽9上下设置的夹紧板10对工作票的上下两面进行夹紧，夹紧板10两个相互靠近的面上设置了条形槽13，条形槽13内设置有滑动块11，当夹紧板10设置条形槽13的一侧与工作票接触后，处理单元8可以控制电动推杆12缓慢施加外力在滑动块11上，而在滑动块11受力的一侧设置了压力传感器14，初始状态下滑动块11为静止状态，当电动推杆12推动滑动块11开始移动时，压力传感器14所检测的力的大小即可以等效于滑动块11所受到的静摩擦力，以该静摩擦力来进行计算，可以得到工作票其中一面的摩擦系数，通过两个滑动块11的滑动可以获得工作票两个面的摩擦系数，其中摩擦系数较小的一面即为正面，处理单元8比较两面的摩擦系数即可以判断工作票的正反面，防止反面朝上的工作票进入到投票箱1内部。

对于摩擦系数检测而言，滑动块11由于本身处于条形槽13中，其在滑动时，会与条形槽13内壁接触，因此在计算工作票的纸面摩擦力系数时，会事先减去条形槽13对滑动块11的摩擦力，以保证摩擦系数计算的准确。

优选的，所述条形槽13开口处两侧设置有台阶15，所述滑动块11顶部两侧设置有凹槽16，所述台阶15嵌入在凹槽16中，所述滑动块11高度与条形槽13深度一致。

为保证滑动块11滑动时能与工作票的纸面接触，因此需要保证滑动块11与条形槽13的开口处持平，在进行摩擦系数检测时，夹紧板10可以对工作票的纸面进行夹紧固定，从而滑动块11在滑动时，工作票不会发生褶皱或者偏移，保证检测的效果，而所设置的台阶15可以防止位于上方的滑动块11掉落到条形槽13外部或过度伸出到条形槽13外部，保证上下两个滑动块11与工作票接触的程度相同。

优选的，所述箱体6侧壁内部设置有容纳腔17，所述夹紧板10一侧伸入到容纳腔17中，并通过弹簧18与容纳腔17底面连接，所述容纳腔17底部设置有电磁铁19，所述处理单元8与电磁铁19电连接，所述夹紧板10位于容纳腔17的一侧底部设置有金属板20。

在未进行正反面检测时，电磁铁19通电带磁，对夹紧板10的金属板20进行磁吸，使弹簧18被压缩，此时夹紧板10全部位于容纳腔17中，当需要进行正反面检测时，电磁铁19的电能被切断，从而失去对金属板20的吸引，在弹簧18的作用下，夹紧板10部分从容纳腔17中弹出，并对工作票进行夹紧固定，从而可以进行正反面的检测，当检测完成后，处理单元8可以对电磁铁19进行通电，使夹紧板10缩进到容纳腔17中，此时通过设置的输纸单元可以对工作票进行输送。

优选的，所述处理单元8包括OCR识别单元21以及主控单元22，所述OCR识别单元21分别与主控单元22以及摄像头7电连接，所述主控单元22分别与输纸单元、电控门5、电动推杆12、压力传感器14以及警示灯3电连接。

所设置的OCR识别单元21用于对工作票正面的图像信息进行处理以及文字的提取，从而将工作票中包含的工器具清单提取出来后发送给主控单元22，由主控单元22根据工器具清单控制对应的网格单元4的电控门5开启。

对于本发明的OCR识别单元21而言，包括预处理、版面分析、字符识别、版面恢复、后处理与校对五个部分，预处理采用二值法、去噪法、倾斜校正等方法来实现；版面分析选用合适的切割模型，对文档进行分段落、对粘连字符进行切割，获取字符识别的素材；字符识别利用特征提取法将版面分析获取的素材与数据库字典进行模板匹配；版面恢复即将识别后的资料按照输入的资料格式进行排版，保证在段落、位置等方面的最大化复原；后处理与校对过程根据文字语境、逻辑关系或其他的辅助信息，对识别后的结果进行调整校正，并输出需要的文档格式，获得版面信息输出。

优选的，所述箱体6内部设置有隔板23，所述隔板23将箱体6内部分成上下设置的电气腔24以及存票腔25，所述隔板23高度高于投票槽9上方，所述摄像头7设置在隔板23底面，所述处理单元8设置在电气腔24中，所述存票腔25内设置有升降板26以及液压杆27，所述液压杆27的输出轴与升降板26底面连接，所述主控单元22与液压杆27电连接。

为保证工作票图像信息采集的完整性，在箱体6内设置了两个腔体，位于下方的存票腔25用于存放过往的工作票，并通过所设置的升降板26来实现对最新的工作票的高度调节，当作业人员将工作票从投票槽9放入箱体6内时，在输纸单元的输送下，工作票会输送到升降板26顶部，并位于最上方，此时位于上方隔板23上的摄像头7可以清晰的采集工作票的图像数据，保证OCR单元的识别功能的准确。

为了保证新投放的工作票位于最上方，在存票腔25内设置了对准机构，无论升降板26上存放有多少工作票，均可以保证最上方的工作票与投票槽9底面持平，保证工作票投放时，可以准确的位于最上方，防止发生折叠、褶皱以及偏移，对准机构可以使红外射管等元器件。

优选的，所述输纸单元包括搓纸轮28、旋转电机29、升降电机30以及U型支架31，所述升降电机30设置在投票槽9内侧的箱体6内壁上，其输出轴与U型支架31顶部连接，所述搓纸轮28设置在U型支架31的空腔中，其两侧设置有转轴32，所述转轴32穿过U型支架31，所述U型支架31外侧壁设置有承载板33，所述旋转电机29设置在承载板33上，其输出轴与转轴32连接，所述主控单元22分别与旋转电机29以及升降电机30电连接。

对于输纸单元而言，当正反检测单元检测到工作票为正面朝上时，主控单元22可以控制升降电机30带动U型支架31下降，从而使得搓纸轮28与工作票接触，主控单元22在驱动旋转电机29带动搓纸轮28旋转，从而可以对工作票进行输送。

优选的，还包括自检机构，所述自检机构包括搓纸辊筒34、自检纸样35以及自检按钮36，所述自检按钮36设置在投票箱1外表面，所述搓纸辊筒34以及自检纸样35设置在承载板33内部，所述承载板33靠近投票槽9的一侧设置有出纸口37，所述搓纸辊筒34带动自检纸样35从出纸口37处伸出到投票槽9中，所述主控单元22与搓纸辊筒34电连接，所述自检纸样35顶面光滑于底面。

如上所述，在检测工作票的摩擦系数时，需要考虑滑动块11与条形槽13的摩擦，因此本发明在未检测的时候，可以进行自检，并采集滑动块11未与工作票接触时受到外力滑动时的摩擦力大小，电网的设备维护人员按压自检按钮36时，自检按钮36可以向主控单元22发送电信号，主控单元22首先控制电动推杆12推动滑动块11在条形槽13内滑动，记录滑动块11开始滑动时所受的推力大小，然后控制液压杆27带动升降板26上升，使出纸口37上升到与投票槽9持平，然后控制搓纸辊筒34将升降板26内的自检纸样35输送到投票槽9中，最后控制夹紧板10对自检纸样35进行夹紧，然后对自检纸样35的正反面进行摩擦系数的检测，若检测结果无误则主控单元22控制搓纸辊筒34反转，并将自检纸样35收纳到升降板26内部，并对各部件进行复位后，等待新的工作票的检测过程。

优选的，所述正反检测机构还包括红外对管38，所述红外对管38设置在两个夹紧板10相对的一侧上，所述处理单元8与红外对管38电连接。

所设置的红外对管38可以用于检测工作票是否进入到投票槽9中。

优选的，所述网格单元4内设置有RFID读写器39，用于扫描网格单元4内的工器具上的RFID标签，所述处理单元8与RFID读写器39数据连接。

工具库2的不同网格单元4中存放着不同的工器具，每个工器具上贴有RFID标签，RFID标签内包含有工器具的种类、使用情况等信息，当电控门5开启后，作业人员可以将工器具从网格单元4中取出，取出的过程中，RFID读写器39可以对RFID标签进行读取，并将读取的信息反馈给主控单元22，主控单元22可以根据反馈的信息与工作票上的工器具清单进行对比，以判断出库的工器具是否与工作票一致。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，包括投票箱、工具库以及警示灯，所述投票箱设置在工具库一侧，所述工具库包括若干用于存储工器具的网格单元，所述网格单元上设置有电控门；所述投票箱包括箱体、正反检测单元、输纸单元、摄像头以及处理单元，所述箱体侧壁设置有投票槽，所述正反检测单元设置在投票槽处，所述输纸单元位于投票槽内侧的箱体内壁上，所述摄像头以及处理单元位于箱体内部；所述正反检测单元包括对称设置在投票槽顶面和底面的夹紧板、滑动块以及电动推杆，所述夹紧板相互远离的一侧从投票槽内壁伸入到箱体侧壁中，另一侧伸入到投票槽中，且设置有条形槽，所述滑动块以及电动推杆设置在条形槽中，且电动推杆的输出轴与滑动块连接，所述滑动块与电动推杆连接的一侧设置有压力传感器；所述警示灯设置在投票箱外壁，所述处理单元分别与输纸单元、电控门、摄像头、电动推杆、压力传感器以及警示灯电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述条形槽开口处两侧设置有台阶，所述滑动块顶部两侧设置有凹槽，所述台阶嵌入在凹槽中，所述滑动块高度与条形槽深度一致。

3.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述箱体侧壁内部设置有容纳腔，所述夹紧板一侧伸入到容纳腔中，并通过弹簧与容纳腔底面连接，所述容纳腔底部设置有电磁铁，所述处理单元与电磁铁电连接，所述夹紧板位于容纳腔的一侧底部设置有金属板。

4.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述处理单元包括OCR识别单元以及主控单元，所述OCR识别单元分别与主控单元以及摄像头电连接，所述主控单元分别与输纸单元、电控门、电动推杆、压力传感器以及警示灯电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述箱体内部设置有隔板，所述隔板将箱体内部分成上下设置的电气腔以及存票腔，所述隔板高度高于投票槽上方，所述摄像头设置在隔板底面，所述处理单元设置在电气腔中，所述存票腔内设置有升降板以及液压杆，所述液压杆的输出轴与升降板底面连接，所述主控单元与液压杆电连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述输纸单元包括搓纸轮、旋转电机、升降电机以及U型支架，所述升降电机设置在投票槽内侧的箱体内壁上，其输出轴与U型支架顶部连接，所述搓纸轮设置在U型支架的空腔中，其两侧设置有转轴，所述转轴穿过U型支架，所述U型支架外侧壁设置有承载板，所述旋转电机设置在承载板上，其输出轴与转轴连接，所述主控单元分别与旋转电机以及升降电机电连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，还包括自检机构，所述自检机构包括搓纸辊筒、自检纸样以及自检按钮，所述自检按钮设置在投票箱外表面，所述搓纸辊筒以及自检纸样设置在承载板内部，所述承载板靠近投票槽的一侧设置有出纸口，所述搓纸辊筒带动自检纸样从出纸口处伸出到投票槽中，所述主控单元与搓纸辊筒电连接，所述自检纸样顶面光滑于底面。

8.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述正反检测机构还包括红外对管，所述红外对管设置在两个夹紧板相对的一侧上，所述处理单元与红外对管电连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的安全工器具出库装置，其特征在于，所述网格单元内设置有RFID读写器，用于扫描网格单元内的工器具上的RFID标签，所述处理单元与RFID读写器数据连接。

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