CN113593177A - 一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，边缘计算装置将定位安全帽的定位信息与RFID标签信息进行关联绑定；边缘计算装置根据指定定位安全帽的定位信息与对应上传的RFID标签信息进行关联绑定，获取电子围栏节点的定位信息及RFID标签信息；将电子围栏节点位置信息自动围合形成闭合空间；边缘计算装置将布控球默认预置位作为联动基准位置；对作业人员违章行为进行判别，并进行告警提醒。本发明提供的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，满足现场告警、实时跟踪与取证要求。

Description

一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法
技术领域
本发明涉及一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，属于安防智能告警技术领域。
背景技术
在电力变电、输电、配电等专业作业施工现场，需要对作业人员行为进行安全监督，比如闯入作业危险区、爬塔登高等行为，传统方法需要投入监督人员进行现场实时监督。
现有技术采用脉冲电子围栏形成作业区域，需要现场布置硬件设备，利用电子信号产生告警，实现方位性的入侵检测，不能提供准确的定位信息，同时存在电源供电不便问题。由于现场布控球监控视角具有方向局限性，具有监控盲区，如果没有高精度的定位数据，产生告警时要实现控制布控球转到违章作业人员位置存在转向延时和位置准确度问题，造成有效证据监控画面缺失。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于北斗定位和图像识别的视频告警联动实现方法，利用北斗高精度定位技术实现数字化的电子围栏，利用图像分析识别未戴安全帽、未戴安全带等违章行为及参考点的识别，发生违章时能够根据高精度定位数据自动及时的控制布控球转到违章作业人员位置，满足跟踪与取证要求。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，包括如下步骤：
扫码枪对定位安全帽RFID标签进行扫码，并将RFID标签信息发送给边缘计算装置，边缘计算装置将定位安全帽的定位信息与RFID标签信息进行关联绑定。
戴有定位安全帽的人员通过手机中APP指定该定位安全帽的定位信息，并携带扫码枪对电子围栏节点上的RFID标签进行扫码，并将RFID标签信息发送给边缘计算装置，边缘计算装置根据指定定位安全帽的定位信息与对应上传的RFID标签信息进行关联绑定，获取电子围栏节点的定位信息及RFID标签信息。
边缘计算装置根据APP调用地图图层接口，将电子围栏节点位置信息自动围合形成闭合空间，扫描的电子围栏起点和终点作为出入口，电子围栏的闭合空间根据需要划分为工作区和危险区，完成数字化电子围栏的绘制。
边缘计算装置获取布控球位置信息，通过ONVIF协议控制布控球旋转及升降，通过调用物体识别算法实现标牌识别判定，通过图像分析处理并将标牌放置于画面标志位，如画面水平中心点，通过ONVIF协议设置布控球默认预置位，作为联动基准位置。
边缘计算装置通过采集戴有定位安全帽的作业人员的定位数据、电子围栏信息，对作业人员行为进行判别，并进行违章行为告警提醒；所述违章行为包括：1）作业人员进入危险区，通过人员定位数据在电子围栏区域内判定实现，2）作业人员未从出入口进入电子围栏，通过人员定位数据历史轨迹，查找和电子围栏闭合空间关系对比判定实现，3）作业人员离开电子围栏工作区超过n分钟，通过人员定位数据在电子围栏工作区外激活计时功能，超过n分钟判定实现，4）作业人员爬塔登高，通过人员高程数据，超过高度阈值判定实现；当判定为违章行为时，边缘计算装置通过ONVIF协议控制布控球转到联动基准位置，根据采集的违章人员作业人员定位数据与联动基准位置计算布控球转动的角度θ，通过θ*(1/180)计算出转向角度，通过调用ONVIF协议控制云台相对运动角度，根据采集的违章人员高程数据，通过调用ONVIF协议控制云台相对升降高度，实现布控球快速转动定位到违章作业人员画面。
边缘计算装置对视频画面进行图像分析识别，调整焦距，使作业人员居于画面中间，同时进行违章视频截图与录像取证，调用人脸识别算法确定违章人员身份，发送详细告警信息给监管人员，监管人员可进行远程视频画面监控。
在发生告警后，作业人员进行走动时启动边缘计算装置的物体自动跟踪算法，控制布控球云台能够自动转向跟踪违章人员，便于监管人员能够实时动态监控违章人员的动作行为。
作为优选方案，所述定位安全帽设置有定位模块。
作为优选方案，所述定位模块采用北斗高精度定位模块，所述北斗高精度定位模块用于采集位置数据、高程数据。
作为优选方案，还包括云管理平台，所述云管理平台维护多个作业现场的边缘计算装置台账，为多个定位安全帽、电子围栏节点维护绑定的RFID编码。
有益效果：本发明提供的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，无需脉冲围栏，只需要在实体围栏节点配置RFID标签，利用RFID技术和北斗高精度定位技术实现数字化的电子围栏，利用采集的作业人员定位数据、高程数据和图像分析识别进行本地计算，发生违章时能够根据高精度定位数据及时控制布控球转向违章作业人员所在位置，满足现场告警、实时跟踪与取证要求。
附图说明
图1为本发明方法使用的系统架构示意图。
图2为本发明方法的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现系统，包括：具有高算力AI模块的边缘计算装置、扫描枪、RFID标签、布控球、定位安全帽、包含APP的手机、云端管理平台、定位主机。
边缘计算装置通过移动网络与云端管理平台、定位主机、手机进行数据交互。
边缘计算装置通过无线局域网与布控球、手机进行数据交互。
布控球用于对实时视频的采集。
边缘计算装置通过蓝牙与扫码枪进行数据交互。
扫码枪对RFID标签进行数据读取。
定位主机获取定位安全帽的定位信息。
云管理平台部署在云平台端，用于对多个现场的设备进行统一管理配置，并为其它业务系统提供数据接口。
地面增强基站用于北斗导航卫星网络信号。
北斗导航卫星用于为装有北斗定位模块的设备提供高精度的定位信息、高程信息。
标牌用于联动基准位置的参考点。
边缘计算装置用于通过内部的高算力AI分析模块和物体识别、人脸识别、物体动态跟踪算法实现联动逻辑算法处理。
手机应用APP实现采集和告警数据展示及设备和系统绑定与配置。
如图2所示，一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，使用时，在作业现场的实体围栏、定位安全帽终端上配置有RFID标签，现场作业开工前，配置人员佩戴北斗定位安全帽通过扫码枪对实体围栏节点进行RFID扫码绑定，把该定位安全帽的定位信息与实体围栏RFID标签位置点关联，通过实体围栏多个RFID标签扫描绑定，赋予每个RFID标签实体围栏位置坐标信息，形成数字化电子围栏。
作业人员佩戴携带北斗高精度定位模块的安全帽上实现作业人员经纬度位置和高度监测，布控球随机身配置北斗高精度定位设备实现布控球设备的位置监测，当布控球移动位置时可以实现联动基准位置的自动校正；在作业区电子围栏外侧布置布控球进行视频实时作业监控，在作业区内悬挂一个标牌作为联动基准位置。
边缘代理装置内部的联动服务、智能分析算法和手机APP应用软件手机APP软件，实现配置操作及数据与告警展示。边缘计算装置通过内部的高算力AI分析模块和物体识别、人脸识别、物体动态跟踪算法实现联动逻辑算法处理。智能分析算法包括物体识别、人脸识别、物体动态跟踪等算法；联动服务实现根据采集的定位和图像数据进行逻辑判断，结合图像分析算法实现视频联动，及时将告警信息推送给本地APP应用和云平台主站，通过MQTT消息订阅及时发送给监管人员，同时进行截图与录像取证。
实施例1：
一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，包括如下步骤：
1）云管理平台维护多个作业现场的边缘计算装置台账，为多个安全帽、围栏节点终端维护绑定的RFID编码，减轻现场配置工作，现场围栏和定位安全帽都贴有RFID标签。
2）边缘计算装置通过扫码枪对定位安全帽RFID标签扫码，确定使用指定的定位终端提供定位数据绘制围栏，后台联动服务向定位主机获取定位终端的经纬度数据，并推送给手机APP，通过对围栏多个RFID标签依次打点，实现RFID标签定位数据的绑定，APP调用地图图层接口根据打点位置坐标自动围合形成闭合空间，扫描起点和终点扫描位置作为出入口，围栏划可根据需要配置为工作区和危险区；配置完成后，将APP绘制的多边形传给边缘计算装置的联动服务程序，完成数字化电子围栏的绘制。
3）启动开工流程后，边缘计算装置里的联动服务下发布控球初始化指令，同时采集布控球经纬度与高度数据，联动服务通过ONVIF协议控制布控球旋转360度，通过调用物体识别算法实现标牌识别判定，通过图像分析处理并将标牌放置于画面水平中心点，通过ONVIF协议设置布控球默认预置位，作为联动基准位置。
4）当发生作业人员闯入或爬塔登高等行为时，联动服务通过采集作业人员佩戴安全帽的高精度定位数据结合电子围栏进行判别是否违章，当满足以下条件时进行告警：1）人员进入危险区，通过人员位置在围栏区域内判定实现，2）人员未从出入口进入围栏，通过人员定位历史轨迹，查找和当前围栏关系对比判定，3）人员离开工作区围栏n分钟，通过对比上次与当前与围栏的关系对比且时间超过n分钟判定；当满足告警条件时，联动服务首先通过ONVIF协议控制布控球转到预先配置的默认预置位（基准位置），根据采集的作业人员经纬度定位数据与入口标牌的经纬度数据计算布控球转动的角度θ，通过θ*(1/180)计算出转向角度，通过调用ONVIF云台控制协议控制云台相对运动角度，可以实现云台快速转动定位到违章作业人员画面，对视频画面进行图像分析识别，调整焦距，使作业人员居于画面中间，同时进行违章视频截图与录像取证，调用人脸识别算法确定违章人员身份，发送详细告警信息给监管人员，监管人员可进行远程视频画面监控。
5）在发生告警后作业人员进行走动时启动边缘计算装置的物体自动跟踪算法，控制布控球云台能够自动转向跟踪违章人员，便于监管人员能够实时动态监控违章人员的动作行为。
6）利用布控球随机身配置的高精度定位设备，可实现布控球布防位置的任意放置，当联动服务采集到布控球随机配置的定位设备数据发生变化时，重新进行步骤3进行重新初始化。
实施例2：
高精度定位信息采用北斗RTK基站与定位主机方式获取厘米级高精度经纬度和高度数据，满足现场作业安全实时性的要求。
通过携带高精度定位模块的配置人员利用扫码枪对RFID标签扫码，把定位信息和RFID进行关联绑定，使普通的RFID标签变为了定位标签，低成本实现了数字化电子围栏，在定位终端和边缘计算装置也配有RFID标签，用来实现终端身份绑定。
当佩戴北斗定位安全帽的作业人员闯入危险区或爬塔登高时通过采集安全帽高精度定位数据进行视频联动控制布控球转向违章人员，通过边缘计算装置内置的人脸识别算法识别违章人员，及时把违章人员告警信息推送给监管人员，通过便于监管人员能够及时了解现场违章情况。
当佩戴北斗定位安全帽的作业人员闯入危险区或爬塔登高时能够根据定位数据及时准确的控制布控球转向到违章作业人员监控画面，并进行抓图与录像，满足违章取证要求，同时启动边缘计算装置内置的物体跟踪算法，在违章人员移动后控制布控球实时转向，保证违章人员在布控球的监视画面内。
当发生布控球位置移动时，利用布控球随机身配置的高精度定位模块，当联动服务算法检测到布控球位置发生变化时，自动重新进行联动位置矫正，无需重新配置。
本发明在作业现场配备相应的定位设备、视频监控设备和边缘计算设备，通过北斗高精度定位可以实现定位对象厘米级定位的精度，通过布控球图像监控实现现场作业画面实时监控，通过边缘计算装置实现现场定位信息采集和图像采集，通过作业安全行为图像分析和定位数据计算实现违章告警快速联动与跟踪记录。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：包括如下步骤：
扫码枪对定位安全帽RFID标签进行扫码，并将RFID标签信息发送给边缘计算装置，边缘计算装置将定位安全帽的定位信息与RFID标签信息进行关联绑定；
戴有定位安全帽的人员通过手机中APP指定该定位安全帽的定位信息，并携带扫码枪对电子围栏节点上的RFID标签进行扫码，并将RFID标签信息发送给边缘计算装置，边缘计算装置根据指定定位安全帽的定位信息与对应上传的RFID标签信息进行关联绑定，获取电子围栏节点的定位信息及RFID标签信息；
边缘计算装置根据APP调用地图图层接口，将电子围栏节点位置信息自动围合形成闭合空间，扫描的电子围栏起点和终点作为出入口，电子围栏的闭合空间根据需要划分区域；
边缘计算装置获取布控球位置信息，通过控制协议控制布控球旋转，通过物体识别算法实现标牌识别，经过图像分析处理将标牌放置于画面标志位，再通过控制协议设置布控球默认预置位，将布控球默认预置位作为联动基准位置；
边缘计算装置通过采集戴有定位安全帽的作业人员的定位数据、电子围栏信息，对作业人员违章行为进行判别，并进行告警提醒。
2.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：所述区域设置为工作区和危险区。
3.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：所述控制协议采用ONVIF协议。
4.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：所述画面标志位设置为画面水平中心点。
5.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：所述违章行为包括：1）作业人员进入危险区，通过人员定位数据在电子围栏区域内判定实现，2）作业人员未从出入口进入电子围栏，通过人员定位数据历史轨迹，查找和电子围栏闭合空间关系对比判定实现，3）作业人员离开电子围栏工作区超过n分钟，通过人员定位数据在电子围栏工作区外激活计时功能，超过n分钟判定实现，4）作业人员爬塔登高，通过人员高程数据，超过高度阈值判定实现；所述告警提醒包括：当满足违章行为时，边缘计算装置通过控制协议控制布控球转到联动基准位置，根据采集的违章作业人员定位信息与联动基准位置计算布控球转动的角度θ，通过θ*(1/180)计算出转向角度，通过控制云台相对运动角度，转动定位到违章作业人员画面。
6.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：还包括：边缘计算装置对视频画面进行图像分析识别，调整焦距，使作业人员居于画面中间，同时进行违章视频截图与录像取证，调用人脸识别算法确定违章人员身份，发送详细告警信息给监管人员，监管人员可进行远程视频画面监控。
7.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：还包括：在发生告警后，如违章作业人员进行走动，边缘计算装置启动物体自动跟踪算法，控制布控球云台能够自动转向跟踪违章人员，便于监管人员能够实时动态监控违章人员的动作行为。
8.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：作为优选方案，所述定位安全帽的定位模块采用北斗定位模块，所述北斗定位模块用于采集位置数据、高程数据。
9.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：还包括云管理平台，所述云管理平台维护多个作业现场的边缘计算装置台账，为多个定位安全帽、电子围栏节点维护绑定的RFID编码。
10.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位和图像识别的视频告警联动实现方法，其特征在于：还包括：当布控球位置发生移动时，边缘计算装置重新获取布控球定位信息，布控球对标牌进行重新识别，并重新设置布控球默认预置位。
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