CN113286117B - 一种吊装作业风险管控系统 - Google Patents

一种吊装作业风险管控系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种吊装作业风险管控系统，其特征在于包括：摄像头，安装在吊装作业现场，用来拍摄包括吊物和吊物周围环境的吊装作业现场图像，并将吊装作业现场图像发送到风险管控装置；风险管控装置，用来对摄像头拍摄的吊装作业现场图像进行处理，并根据吊装作业现场图像对吊装作业现场出现的风险进行管控，风险管控装置包括吊物轮廓识别与绘制模块、虚拟控制区绘制模块、虚拟控制区生效模块、人员识别模块、虚拟控制区闯入识别与报警模块和虚拟控制区撤销模块。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过设置摄像头实时采集吊装作业现场图像，通过风险管控装置对实时采集的吊装作业现场图像进行处理，并根据实时采集的吊装作业现场图像对吊装作业现场进行实时风险安全管控，避免吊装作业安全事故发生。

Description

一种吊装作业风险管控系统
技术领域
本发明涉及一种吊装作业风险管控系统。
背景技术
吊物区域及其附近有人是吊装作业安全事故的主要原因之一。这是因为，吊钩脱落、吊索断裂、吊具失效、起吊方式不当等现象时有发生，导致吊物对人造成机械伤害事故。
在现有技术手段中，尚未出现能够实时设定移动危险区域，对误入危险区域人员进行告警的装置。目前仅靠设置隔离虚拟控制区、设置指挥、培训、安全交底会等方式来防止人员误入吊装区域(危险区域)。因此，为了避免吊装作业安全事故发生，有必要研发一种吊装作业风险管控系统，实时进行吊装作业风险管控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能实时对吊装作业进行风险管控的吊装作业风险管控系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种吊装作业风险管控系统，其特征在于包括：
摄像头，安装在吊装作业现场，用来拍摄包括吊物和吊物周围环境的吊装作业现场图像，并将吊装作业现场图像发送到风险管控装置；
风险管控装置，用来对摄像头拍摄的吊装作业现场图像进行处理，并根据吊装作业现场图像对吊装作业现场出现的风险进行管控，风险管控装置包括吊物轮廓识别与绘制模块、虚拟控制区绘制模块、虚拟控制区生效模块、人员识别模块、虚拟控制区闯入识别与报警模块和虚拟控制区撤销模块，其中
吊物轮廓识别与绘制模块，用于提取吊装作业现场图像中的吊物的轮廓线，并将吊物的轮廓线绘制出来，并计算得到吊物轮廓线的坐标集；
虚拟控制区绘制模块，用来绘制临时虚拟控制区，即在吊物的轮廓线基础上，往外扩展产生一个与吊物轮廓线完全相似的封闭线圈，该封闭线圈即为临时虚拟控制区；
虚拟控制区生效模块，用来生效临时虚拟控制区，当同时满足下述条件a和条件b时，将临时虚拟控制区生效：
条件a：连续N帧吊装作业现场图像中的吊钩与吊物的轮廓线之间的距离首次保持不变或在预设距离范围内波动；
条件b：连续N帧吊装作业现场图像中的吊物首次远离目标位置基准面；
N为大于等于2的自然数；
人员识别模块，用来检测作业现场图像中的人员，并确定其位置；这里用来检测人员的方式可以为检测到的人体或检测到安全帽等能代表作业人员的特定物品；
虚拟控制区闯入识别与报警模块，将人员识别模块检测到的人体位置闯入临时虚拟控制区后，即发出报警信息；
虚拟控制区撤销模块，用来对临时虚拟控制区进行撤销，当吊物离目标位置基准面的距离小于预设距离L时撤销虚拟控制区。
作为优选，所述摄像头安装在吊物的上方，且偏离吊物中心垂直线一定距离。
作为改进，当吊物设置在目标位置基准面时，将此时摄像头拍摄的吊装作业现场图像的中心位置点设为原点O，将此时吊物轮廓线与原点O之间的距离设为原始距离值。
再改进，所述条件b中，通过如下方法判断吊物远离目标位置基准面：
如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊物的轮廓线与吊装作业现场图像中心位置点之间的距离大于对应位置的原始距离值时，认为吊物远离目标位置基准面，构成条件b；或者，采用测距方式测量到吊物远离目标位置基准面，也可构成条件b。
再改进，提前记录任意吊物在吊钩作用下离目标位置基准面高度为预设距离L时的吊钩的坐标点P；当吊钩吊着吊物后，如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊钩的坐标点与坐标点P之间的距离小于预设值时，认定吊物离地距离小于预设距离L。
再改进，如果人员识别模块检测到有多个人员时，当有任何一个人的位置闯入临时虚拟控制区后，虚拟控制区闯入识别与报警模块计数并持续发出报警信息，当计数减至零或者虚拟控制区撤销时，停止报警。
再改进，本发明还包括与所述虚拟控制区闯入识别与报警模块连接的报警器，报警器安装在外壳上，所述摄像头也安装在外壳上，所述风险管控装置安装在外壳内。
作为优选，所述报警器为声光报警器。
再改进，所述风险管控装置还包括员工数字编码检测模块，用于对安全帽顶部的员工数字编码进行文本识别；当该人员误入临时虚拟控制区时，员工数字编码检测模块将该员工数字编码对应的员工姓名进行匹配，并通过报警器呼叫该人员的姓名，以起到对该员工的警示提醒作用。
再改进，所述风险管控装置还包括显示屏，用于对临时虚拟控制区、误入临时虚拟控制区的情况进行显示；所述风险管控装置还包括存储器，用于存储员工误入虚拟控制区的相关信息，相关信息包括员工姓名、误入时间、撤离时间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过设置摄像头实时采集吊装作业现场图像，通过风险管控装置对实时采集的吊装作业现场图像进行处理，并根据实时采集的吊装作业现场图像对吊装作业现场进行实时风险安全管控，避免吊装作业安全事故发生。
附图说明
图1为本发明实施例中吊装作业风险管控系统的结构图。
图2为本发明实施例中吊装作业风险管控系统的功能模块连接图。
图3为本发明实施例中吊物的轮廓线与临时虚拟控制区的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2所示的吊装作业风险管控系统，其包括：
摄像头1，安装在吊装作业现场，用来拍摄包括吊物3和吊物周围环境的吊装作业现场图像，并将吊装作业现场图像发送到风险管控装置；
风险管控装置2，用来对摄像头拍摄的吊装作业现场图像进行处理，并根据吊装作业现场图像对吊装作业现场出现的风险进行管控，风险管控装置2包括吊物轮廓识别与绘制模块21、虚拟控制区绘制模块22、虚拟控制区生效模块23、人员识别模块24、虚拟控制区闯入识别与报警模块25、报警器26、虚拟控制区撤销模块27、员工数字编码检测模块28、显示屏29和存储器210，其中
吊物轮廓识别与绘制模块21，用于提取吊装作业现场图像中的吊物的轮廓线，并将吊物的轮廓线绘制出来，并计算得到吊物轮廓线的坐标集；
虚拟控制区绘制模块22，用来绘制临时虚拟控制区，即在吊物的轮廓线基础上，往外扩展产生一个与吊物轮廓线完全相似的封闭线圈，该封闭线圈即为临时虚拟控制区；例如，吊物的轮廓线的中心点为原点，从原点出发用一条直线连接吊物轮廓线上各个像素坐标点，并再往外追加d个像素的距离，就可以确定相应的临时虚拟控制区的坐标点；吊物的轮廓线如图3中实线所示，临时虚拟控制区则如图3中虚线所示；
虚拟控制区生效模块23，用来生效临时虚拟控制区，当同时满足下述条件a和条件b时，将临时虚拟控制区生效：
条件a：连续N帧吊装作业现场图像中的吊钩与吊物的轮廓线之间的距离首次保持不变或在预设距离范围内波动；
条件b：连续N帧吊装作业现场图像中的吊物首次远离目标位置基准面；目标位置基准面一般为地面或放置吊物的平面；
N为大于等于2的自然数，本实施例中N＝4；
人员识别模块24，用来检测作业现场图像中的人员，并确定其位置坐标；这里用来检测人员的方式可以为检测到的人体或检测到安全帽等能代表作业人员的特定物品；
虚拟控制区闯入识别与报警模块25，将人员识别模块检测到的人体位置闯入临时虚拟控制区后，即发出报警信息；如果人员识别模块检测到有多个人员时，当有任何一个人的位置闯入临时虚拟控制区后，虚拟控制区闯入识别与报警模块计数并持续发出报警信息，当计数减至零或者虚拟控制区撤销时，停止报警；
报警器26与所述虚拟控制区闯入识别与报警模块25连接，为声光报警器；
虚拟控制区撤销模块，27用来对临时虚拟控制区进行撤销，当吊物离目标位置基准面的距离小于预设距离L时撤销虚拟控制区；
员工数字编码检测模块28，对吊装作业现场图像中戴在员工头上的安全帽顶部的员工数字编码进行文本识别；当该人员误入临时虚拟控制区时，员工数字编码检测模块将该员工数字编码对应的员工姓名进行匹配，并通过报警器呼叫该人员的姓名，以起到对该员工的警示提醒作用；
显示屏29，用于对临时虚拟控制区、误入临时虚拟控制区的情况进行显示；
存储器210，用于存储员工误入虚拟控制区的相关信息，相关信息包括员工姓名、误入时间、撤离时间。
本实施例中，报警器26安装在外壳5上，所述摄像头1镶嵌安装在外壳5上，所述风险管控装置2安装在外壳5内，外壳5安装在吊物3的上方，位于吊装车卷扬电机安装臂4上，同时偏离吊物中心垂直线一定距离。当吊物设置在目标位置基准面时，将此时摄像头拍摄的吊装作业现场图像的中心位置点设为原点O，将此时吊物轮廓线与原点O之间的距离设为原始距离值；条件b中，如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊物的轮廓线与吊装作业现场图像中心位置点之间的距离大于对应位置的原始距离值时，认为吊物远离目标位置基准面，构成条件b；或者，采用测距方式测量到吊物远离目标位置基准面，也可构成条件b。
另外，存储器210提前记录任意吊物在吊钩6作用下离目标位置基准面高度为预设距离L时的吊钩6的坐标点P；当吊钩吊着吊物后，如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊钩的坐标点与坐标点P之间的距离小于预设值时，认定吊物离地距离小于预设距离LL。

Claims (8)

1.一种吊装作业风险管控系统，其特征在于包括：
摄像头，安装在吊装作业现场，用来拍摄包括吊物和吊物周围环境的吊装作业现场图像，并将吊装作业现场图像发送到风险管控装置；
风险管控装置，用来对摄像头拍摄的吊装作业现场图像进行处理，并根据吊装作业现场图像对吊装作业现场出现的风险进行管控，风险管控装置包括吊物轮廓识别与绘制模块、虚拟控制区绘制模块、虚拟控制区生效模块、人员识别模块、虚拟控制区闯入识别与报警模块和虚拟控制区撤销模块，其中：
吊物轮廓识别与绘制模块，用于提取吊装作业现场图像中的吊物的轮廓线，并将吊物的轮廓线绘制出来，并计算得到吊物轮廓线的坐标集；
虚拟控制区绘制模块，用来绘制临时虚拟控制区，即在吊物的轮廓线基础上，往外扩展产生一个与吊物轮廓线完全相似的封闭线圈，该封闭线圈即为临时虚拟控制区；
虚拟控制区生效模块，用来生效临时虚拟控制区，当同时满足下述条件a和条件b时，将临时虚拟控制区生效：
条件a：连续N帧吊装作业现场图像中的吊钩与吊物的轮廓线之间的距离首次保持不变或在预设距离范围内波动；
条件b：连续N帧吊装作业现场图像中的吊物首次远离目标位置基准面；
N为大于等于2的自然数；
所述条件b中，通过如下方法判断吊物远离目标位置基准面：
如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊物的轮廓线与吊装作业现场图像中心位置点之间的距离大于对应位置的原始距离值时，认为吊物远离目标位置基准面，构成条件b；或者，采用测距方式测量到吊物远离目标位置基准面，构成条件b；
所述原始距离值，是当吊物设置在目标位置基准面时，吊物轮廓线与原点O之间的距离，所述原点O是将吊物设置在目标位置基准面时，摄像头拍摄的吊装作业现场图像的中心位置点；
人员识别模块，用来检测作业现场图像中的人员，并确定其位置；
虚拟控制区闯入识别与报警模块，将人员识别模块检测到的人体位置闯入临时虚拟控制区后，即发出报警信息；
虚拟控制区撤销模块，用来对临时虚拟控制区进行撤销，当吊物离目标位置基准面的距离小于预设距离L时撤销虚拟控制区。
2.根据权利要求1所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：所述摄像头安装在吊物的上方，且偏离吊物中心垂直线一定距离。
3.根据权利要求2所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：提前记录任意吊物在吊钩作用下离目标位置基准面高度为预设距离L时的吊钩的坐标点P；当吊钩吊着吊物后，如果摄像头实时拍摄的吊装作业现场图像中吊钩的坐标点与坐标点P之间的距离小于预设值时，认定吊物离地距离小于预设距离L。
4.根据权利要求1所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：如果人员识别模块检测到有多个人员时，当有任何一个人的位置闯入临时虚拟控制区后，虚拟控制区闯入识别与报警模块计数并持续发出报警信息，当计数减至零或者虚拟控制区撤销时，停止报警。
5.根据权利要求1所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：还包括与所述虚拟控制区闯入识别与报警模块连接的报警器，报警器安装在外壳上，所述摄像头也安装在外壳上，所述风险管控装置安装在外壳内。
6.根据权利要求5所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：所述报警器为声光报警器。
7.根据权利要求1所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：所述风险管控装置还包括员工数字编码检测模块，用于对安全帽顶部的员工数字编码进行文本识别；当该员工误入临时虚拟控制区时，员工数字编码检测模块将该员工数字编码对应的员工姓名进行匹配，并通过报警器呼叫该员工的姓名，以起到对该员工的警示提醒作用。
8.根据权利要求1所述的吊装作业风险管控系统，其特征在于：所述风险管控装置还包括显示屏，用于对临时虚拟控制区、误入临时虚拟控制区的情况进行显示；所述风险管控装置还包括存储器，用于存储员工误入虚拟控制区的相关信息，相关信息包括员工姓名、误入时间、撤离时间。
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