CN113642502A - 一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法 - Google Patents

一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法,系统包括输入模块、通信模块、RFID阅读器、RFID标签、定位模块和确认模块;所述输入模块用于输入特种设备从业人员的员工编号;所述通信模块用于将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;所述RFID阅读器用于生成反馈消息;所述通信模块还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块;所述定位模块用于根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标;所述确认模块用于对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。方法率系统对应。本发明能够避免RFID标签与特种设备从业人员分开时,定位错误的问题的发生。有利于提高对特种设备从业人员的定位的准确性。

Description

一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法
技术领域
本发明涉及定位领域,尤其涉及一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法。
背景技术
特种设备从业人员是指锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆的工作人员及其相关管理人员。对于特种设备从业人员,由于其工作环境比较危险,因此需要对其进行实时的定位。现有技术中,一般是通过设置RFID标签加上有线RFID阅读器的方式进行定位。但是这种定位方式只能确定RFID标签的位置,但是RFID标签并不一定由特种设备从业人员进行携带,因此容易发生错误的定位。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种图像处理的特种设备从业人员定位系统及方法。
一方面,本发明提供了一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,包括输入模块、通信模块、RFID阅读器、RFID标签、定位模块和确认模块;
所述输入模块用于输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
所述通信模块用于将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
所述RFID阅读器用于判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
所述通信模块还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块;
所述定位模块用于根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
所述确认模块用于采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
作为优选,所述通信模块包括无线蜂窝通信网络或光纤通信网络;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络用于将所述员工编号传输至所述RFID阅读器;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块。
作为优选,所述RFID标签为有源标签,所述RFID标签采用固定的时间周期广播预设的定位消息;
所述定位消息包括RFID标签对应的特种设备从业人员的员工编号、RFID标签的ID和RFID标签的剩余电量。
作为优选,判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,包括:
RFID阅读器将所述员工编号与其在预设的时间周期内接收到的所有定位消息中包含的员工编号进行匹配,若匹配成功,则表示RFID阅读器的通信范围内存在所述员工编号对应的RFID标签,若匹配失败,则表示RFID阅读器的通信范围内不存在所述员工编号对应的RFID标。
作为优选,所述反馈消息包括所述员工编号对应的RFID标签的剩余电量和所述RFID阅读器的ID。
作为优选,所述根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,包括:
根据所述RFID阅读器的ID从RFID位置数据库中获取所述RFID的位置坐标;
将所述位置坐标作为所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标。
作为优选,所述确认模块包括图像采集单元、图像识别单元和结果显示单元;
所述图像采集单元用于获取处于以所述位置坐标的为圆心的,半径为R的范围内的所有人员的脸部图像;
所述图像识别单元用于判断所述所有人员的脸部图像是否包含所述员工编号对应的特种设备从业人员的脸部图像,
若是,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员处于所述位置坐标,
若否,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员不处于所述位置坐标;
所述结果显示单元用于对所述确认结果进行可视化展示。
另一方面,本发明还提供了一种图像处理的特种设备从业人员定位方法,包括:
S1,通过输入模块输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
S2,通过通信模块将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
S3,通过RFID阅读器判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则通过RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
S4,通过通信模块将所述反馈消息传输至所述定位模块;
S5,通过定位模块根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
S6,通过确认模块采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
本发明先通过RFID标签初步获取特种设备从业人员的位置坐标,然后再通过图像识别的方式对特种设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认。这种设置方式,能够避免RFID标签与特种设备从业人员分开时,定位错误的问题的发生。有利于提高对特种设备从业人员的定位的准确性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1,为本发明一种图像处理的特种设备从业人员定位系统的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例,一方面,本发明提供了一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,包括输入模块、通信模块、RFID阅读器、RFID标签、定位模块和确认模块;
所述输入模块用于输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
所述通信模块用于将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
所述RFID阅读器用于判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
所述通信模块还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块;
所述定位模块用于根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
所述确认模块用于采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
本发明先通过RFID标签初步获取特种设备从业人员的位置坐标,然后再通过图像识别的方式对特种设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认。这种设置方式,能够避免RFID标签与特种设备从业人员分开时,定位错误的问题的发生。有利于提高对特种设备从业人员的定位的准确性。
输入模块可以包括各种输入设备,包括键盘、触控屏、语音输入装置等,输入设备获取到员工编号后,便通过终端主机将员工编号发送至通信模块。
RFID阅读器散布设置在特种设备从业人员的工作环境中。
作为优选,所述通信模块包括无线蜂窝通信网络或光纤通信网络;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络用于将所述员工编号传输至所述RFID阅读器;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块。
光纤通信网络主要是在终端主机使用WiFi通信或光纤通信时,将员工编号传输至RFID阅读器;
而如果终端主机使用包括4G通信芯片,5G通信芯片等芯片时,则可以将员工编号发送至无线蜂窝通信网络对应的通信基站,然后通信基站再将员工编号转发至所述RFID阅读器。
作为优选,所述RFID标签为有源标签,所述RFID标签采用固定的时间周期广播预设的定位消息;
所述定位消息包括RFID标签对应的特种设备从业人员的员工编号、RFID标签的ID和RFID标签的剩余电量。
具体的,采用有源标签的方式能够极大地增加通信距离,同时可以有效缩小RFID阅读器的体积。
作为优选,判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,包括:
RFID阅读器将所述员工编号与其在预设的时间周期内接收到的所有定位消息中包含的员工编号进行匹配,若匹配成功,则表示RFID阅读器的通信范围内存在所述员工编号对应的RFID标签,若匹配失败,则表示RFID阅读器的通信范围内不存在所述员工编号对应的RFID标。
具体的,所述预设的时间周期可以通过如下方式确定:
RFID阅读器将接收到员工编号的时刻记为T1,将预设的周期间隔记为L,则预设的时间周期为[T1-L,T1].
作为优选,所述反馈消息包括所述员工编号对应的RFID标签的剩余电量和所述RFID阅读器的ID。
作为优选,所述根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,包括:
根据所述RFID阅读器的ID从RFID位置数据库中获取所述RFID的位置坐标;
将所述位置坐标作为所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标。
作为优选,所述确认模块包括图像采集单元、图像识别单元和结果显示单元;
所述图像采集单元用于获取处于以所述位置坐标的为圆心的,半径为R的范围内的所有人员的脸部图像;
所述图像识别单元用于判断所述所有人员的脸部图像是否包含所述员工编号对应的特种设备从业人员的脸部图像,
若是,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员处于所述位置坐标,
若否,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员不处于所述位置坐标;
所述结果显示单元用于对所述确认结果进行可视化展示。
在一种实施方式中,所述图像采集单元包括无人驾驶小车,所述无人驾驶小车用于获取处于以所述位置坐标的为圆心的,半径为R的范围内的所有人员的脸部图像。
在另一种实施方式中,所述图像采集单元包括无人机,所述无人机用于获取处于以所述位置坐标的为圆心的,半径为R的范围内的所有人员的脸部图像。
作为优选,所述判断所述所有人员的脸部图像是否包含所述员工编号对应的特种设备从业人员的脸部图像,包括:
将所述所有人员的脸部图像存入集合Q;
分别获取集合Q中每张脸部图像的第一特征信息;
从数据库中获取所述员工编号对应的特种设备从业人员的预留的脸部图像,获取预留的脸部图像的第二特征信息;
将集合Q中每张脸部图像对应的第一特征信息与所述第二特征信息进行匹配,若匹配成功,则表示所述所有人员的脸部图像是否包含所述员工编号对应的特种设备从业人员的脸部图像。
作为优选,所述分别获取集合Q中每张脸部图像的第一特征信息,包括:
对于集合Q中的第q张脸部图像imgp,采用如下方式获取其包含的第一特征信息:
将imgp转换为灰度图像;
对所述灰度图像进行滤波处理,获得滤波图像;
使用otsu算法获取所述滤波图像中的前景图像;
使用HOG特征提取算法获取所述前景图像中包含的第一特征信息。
作为优选,所述对所述灰度图像进行滤波处理,获得滤波图像,包括:
对所述灰度图像进行边缘检测,获取所述灰度图像中包含的边缘像素点,将所有的边缘像素点存入集合blU;将灰度图像中所有的像素点存入集合N;
采用迭代滤波的方式来对滤波图像进行滤波处理:
第一次滤波处理,采用预设的滤波函数分别对blU中包含的每个边缘像素点进行滤波处理,获得第一次滤波图像img1;将blU中包含边缘像素点存入已滤波像素点集合P中;
第二次滤波处理,将已滤波集合P中的每个像素点的8邻域的像素点,存入集合Q1中,将集合Q1中不属于已滤波像素点集合P中的像素点存入待滤波集合R2中;在第一次滤波图像img1中采用预设的滤波函数分别对待滤波集合R2中包含的每个边缘像素点进行滤波处理,获得第二次滤波图像img2,将待滤波集合R2中包含的像素点存入已滤波像素点集合P中;
第m次滤波处理,将已滤波集合P中的每个像素点的8邻域的像素点,存入集合Qm-1中,将集合Qm-1中不属于已滤波像素点集合P中的像素点存入待滤波集合Rm中;在第m-1次滤波图像imgm-1中采用预设的滤波函数分别对待滤波集合Rm中包含的每个边缘像素点进行滤波处理,获得第m次滤波图像imgm,将待滤波集合Rm中包含的像素点存入已滤波像素点集合P中;
迭代结束的条件为Qm-1为空集;
所述预设的滤波函数包括:
Figure BDA0003224992120000061
其中,apix(c)表示对像素点c进行滤波的结果,nuc表示以c为中心的预设大小的窗口内的像素点的集合,lst(c,g)表示c和g之间的直线长度,zg2表示nuc中的像素点和c之间的直线长度的方差,
Figure BDA0003224992120000062
z表示预设的常数参数,noisdx表示对待滤波的图像进行噪声估计的方差,ue(c)和ue(g)分别表示c和g的梯度幅值,xe(g)表示梯度修正参数,若ue(c)>bl(nuc),则xe(g)=uema-ue(g),若ue(c)<bl(nuc),则xe(g)=uemi-ue(g),若ue(c)=bl(nuc),则xe(g)=0,bl(nuc)表示nuc中包含的像素点的梯度幅值的均值,uema和uemi分别表示nuc中包含的像素点的梯度幅值的最大值和最小值;pix(g)表示像素点g的像素值,nfnuc表示nuc中包含的像素点的数量,gd表示预设的控制参数,pl(nuc)表示nuc中包含的像素点的像素值均值。
本发明上述实施例,在对灰度图像进行滤波时,通过先获得边缘像素点,然后从边缘像素点向8邻域的像素点逐步扩散进行滤波处理,这种处理方式能够在保留边缘细节的同时有效地提高滤波结果的准确性。现有技术中的滤波方式一般是对同一张图像中的所有像素点使用相同的滤波函数进行滤波处理,这种处理方式不利于保持图像的边缘细节信息。
在本发明上述实施例中,通过边缘检测获得的边缘像素点不包含噪声像素点,因此,通过逐步扩散滤波处理的方式,能够使得上一幅滤波图像中的信息能够传递到下一次的滤波过程中,当迭代结束时,边缘像素点携带的正确信息便扩散到所有的像素点中,从而有利于保留图像的边缘细节信息。
在滤波的过程中,通过对当前进行滤波的像素点的邻域内的其它像素点进行加权融合得到滤波结果,进一步有利于保留图像的边缘细节信息。在权重的设置上,本发明除了考虑直线长度,还考虑了梯度幅值以及梯度修正参数,能够避免滤波得到的图像中出现局部模糊的问题。
另一方面,本发明还提供了一种图像处理的特种设备从业人员定位方法,包括:
S1,通过输入模块输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
S2,通过通信模块将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
S3,通过RFID阅读器判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则通过RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
S4,通过通信模块将所述反馈消息传输至所述定位模块;
S5,通过定位模块根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
S6,通过确认模块采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
需要说明的是,本方法基于前述的系统实现,方法中各模块与上述装置相对应,并能够实施上述装置中的不同实施方式,具体可参见上述关于装置的描述,这里不再详细叙述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,包括输入模块、通信模块、RFID阅读器、RFID标签、定位模块和确认模块;
所述输入模块用于输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
所述通信模块用于将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
所述RFID阅读器用于判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
所述通信模块还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块;
所述定位模块用于根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
所述确认模块用于采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
2.根据权利要求1所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,所述通信模块包括无线蜂窝通信网络或光纤通信网络;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络用于将所述员工编号传输至所述RFID阅读器;
所述无线蜂窝通信网络或光纤通信网络还用于将所述反馈消息传输至所述定位模块。
3.根据权利要求2所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,所述RFID标签为有源标签,所述RFID标签采用固定的时间周期广播预设的定位消息;
所述定位消息包括RFID标签对应的特种设备从业人员的员工编号、RFID标签的ID和RFID标签的剩余电量。
4.根据权利要求3所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,包括:
RFID阅读器将所述员工编号与其在预设的时间周期内接收到的所有定位消息中包含的员工编号进行匹配,若匹配成功,则表示RFID阅读器的通信范围内存在所述员工编号对应的RFID标签,若匹配失败,则表示RFID阅读器的通信范围内不存在所述员工编号对应的RFID标。
5.根据权利要求1所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,所述反馈消息包括所述员工编号对应的RFID标签的剩余电量和所述RFID阅读器的ID。
6.根据权利要求5所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,所述根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,包括:
根据所述RFID阅读器的ID从RFID位置数据库中获取所述RFID的位置坐标;
将所述位置坐标作为所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标。
7.根据权利要求1所述的一种图像处理的特种设备从业人员定位系统,其特征在于,所述确认模块包括图像采集单元、图像识别单元和结果显示单元;
所述图像采集单元用于获取处于以所述位置坐标的为圆心的,半径为R的范围内的所有人员的脸部图像;
所述图像识别单元用于判断所述所有人员的脸部图像是否包含所述员工编号对应的特种设备从业人员的脸部图像,
若是,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员处于所述位置坐标,
若否,则确认结果为所述员工编号对应特种设备从业人员不处于所述位置坐标;
所述结果显示单元用于对所述确认结果进行可视化展示。
8.一种图像处理的特种设备从业人员定位方法,其特征在于,包括:
S1,通过输入模块输入特种设备从业人员的员工编号,并将所述员工编号传输至所述通信模块;
S2,通过通信模块将所述员工编号转发至所述RFID阅读器;
S3,通过RFID阅读器判断其通信范围内的是否存在所述员工编号对应的RFID标签,若是,则通过RFID阅读器生成反馈消息,并将所述反馈消息传输至所述通信模块;
S4,通过通信模块将所述反馈消息传输至所述定位模块;
S5,通过定位模块根据所述反馈消息确定所述员工编号对应的特种设备从业人员的位置坐标,并将所述位置信息发送至所述确认模块;
S6,通过确认模块采用图像处理的技术对所述设备从业人员是否处于所述位置坐标进行确认,获得确认结果。
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