CN114078224A - 一种基于5g网络架构的基建现场监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于5G网络架构的基建现场监控系统及方法，所述监控系统包括视频摄像头和监控后台，监控后台包括视频图像处理模块和视频图像分析模块，视频摄像头与监控后台通信连接，视频图像处理模块与视频图像分析模块连接。所述监控方法具体为首先实时采集基建现场的视频，视频图像处理模块对视频内视频图像进行逐帧分割，并对每帧图像进行图像区块分割，然后筛选出存在施工人员的视频图像，提取视频图像内存在人脸信息的图像区块，通过人脸识别算法对人脸信息进行识别，将识别结果与员工人脸数据库内人脸信息进行比对，当比对结果为不匹配时发出告警。本发明能够对基建现场所有人员进行身份识别，有效防止基建现场无关人员的进入。

Description

一种基于5G网络架构的基建现场监控系统及方法

技术领域

本发明涉及基建现场管理技术领域，尤其是指一种基于5G网络架构的基建现场监控系统及方法。

背景技术

随着基建工程建设的不断发展，工程建设中所涉及到的人员也更加复杂，当与基建工程建设无关的人员进入基建施工现场时，可能会造成基建现场的物资损失，同时也不能保证进入基建施工现场人员的安全。但现有技术中大多采用闸机识别的方式来对基建现场进出人员的身份进行识别，但闸机识别并不能完全杜绝非法闯入人员的情况出现，可能存在跟随进入等情况。且闸机识别并不能对已经进行基建现场的施工人员进行身份识别，基建现场的管理人员不能掌握基建现场内各施工人员的身份信息。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于5G网络架构的实时视频智能化识别系统及方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种基于5G网络架构的实时视频智能化识别方法，包括以下步骤：

步骤一，通过视频摄像头实时采集基建现场的视频，视频摄像头通过5G网络将基建现场的视频传输至监控后台内视频图像处理模块；

步骤二，视频图像处理模块对基建现场的视频内视频图像进行逐帧分割，同时将每帧视频图像分割为N个大小相同的图像区块，视频图像处理模块将分割后的每帧视频图像发送至视频图像分析模块；

步骤三，视频图像分析模块筛选出存在施工人员的视频图像，选取其中一个存在施工人员的视频图像，并提取选取出的视频图像内存在人脸信息的图像区块，视频图像分析模块再通过人脸识别算法对人脸信息进行识别；

步骤四，视频图像分析模块将识别结果与员工人脸信息储存单元内人脸信息进行比对，若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内人脸信息不匹配，监控后台发出告警，并通知基建现场管理人员进行该施工人员的身份核实；若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内人脸信息匹配，则返回步骤三重新选取一个存在施工人员的视频图像进行人脸信息识别，直至所有存在施工人员的视频图像均完成人脸信息识别。

进一步的，在步骤四中完成人脸识别结果与员工人脸数据库中人脸信息的比对后，视频图像分析模块还根据人脸识别结果进行安全设备穿戴检测，所述安全设备穿戴检测的具体过程为：选取其中一个存在施工人员的视频图像，截取视频图像内人脸轮廓区域，并根据人脸轮廓区域获取视频图像内对应的安全设备标准穿戴区域，视频图像分析模块对视频图像内安全设备标准穿戴区域进行安全设备识别，若安全设备标准穿戴区域内未检测到安全设备，则视频图像分析模块提取该视频图像对应的比对结果，获取该视频图像内施工人员对应的员工信息，监控后台通过5G网络发送报警信息至该施工人员对应的安全设备，安全设备接受到报警信息后发出告警；若安全设备标准穿戴区域内检测到安全设备，则重新选取一个存在施工人员的视频图像进行安全设备穿戴检测，直至所有存在施工人员的视频图像均完成安全设备穿戴检测。

进一步的，步骤四中当施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内人脸信息不匹配时，还对基建现场内每个施工设备的操作权限进行限制，在施工人员启动施工设备前，监控后台还对施工人员进行操作权限校验，通过启动的施工设备处视频摄像头获取施工人员图像，视频图像分析模块对施工人员图像进行人脸识别，并将人脸识别结果与员工人脸数据库进行匹配，获取施工人员的员工信息，同时提取启动的施工设备的操作权限名单，将施工人员的员工信息与启动的施工设备的操作权限名单进行匹配，若该施工人员不在操作权限名单内，则施工人员的操作权限未通过，施工设备无法启动，并发出报警；若该施工人员在操作权限名单内，则施工人员的操作权限通过，施工设备启动。

进一步的，当步骤四中比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内人脸信息不匹配时，还调取每个存在人脸信息的图像区块的人脸识别结果，筛选出所有与员工人脸信息储存单元内人脸信息不匹配的施工人员对应的视频图像，根据筛选出的所有视频图像获取该施工人员的行动轨迹，并在监控后台展示该施工人员的行动轨迹。

一种基于5G网络架构的基建现场监控系统，包括视频摄像头和监控后台，所述监控后台包括视频图像处理模块和视频图像分析模块，所述视频摄像头设置在基建现场，所述视频摄像头与监控后台通过5G网络进行通信连接，所述视频图像处理模块与视频图像分析模块连接，所述视频摄像头用于采集基建现场的视频图像，所述视频图像处理模块用于对逐帧划分视频图像以及对每帧视频图像进行图像区块划分，所述视频图像分析模块用于根据视频图像进行人脸识别及比对，所述视频图像分析模块还用于进行安全设备穿戴检测。

进一步的，所述视频摄像头包括固定式摄像头、布控球以及施工设备内置摄像头。

进一步的，所述监控后台还包括视频储存模块以及员工数据储存模块，所述视频储存模块与视频摄像头连接，所述视频储存模块用于储存视频摄像头采集的视频图像；所述员工数据储存模块包括员工人脸信息储存单元、员工信息储存单元以及施工设备操作权限储存单元，所述员工人脸信息储存单元、员工信息储存单元以及施工设备操作权限储存单元均与视频图像分析模块连接，所述员工人脸信息储存单元用于为视频图像分析模块进行人脸识别提供人脸信息，所述员工信息储存单元用于储存基建现场所有施工人员的员工信息，所述施工设备操作权限储存单元用于储存基建现场每个施工设备对应的操作权限清单。

本发明的有益效果是：

对基建现场实时全面监控，通过视频监控能够对基建现场的人员身份进行识别，能够获取基建现场所有人员的身份信息，便于基建现场的管理。也能够在基建现场建设无关的人员进入基建现场时，及时发出告警，防止基建现场的物资损失，也能降低事故发生的风险。在存在与基建现场建设无关的人员进入基建现场后，还对施工设备的操作权限进行限制，防止非法操作施工设备的情况出现，提高基建现场施工过程的安全性。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种流程示意图；

其中：1、视频摄像头，2、监控后台，21、视频图像处理模块，22、视频图像分析模块，23、视频储存模块，24、员工数据储存模块，241、员工人脸信息储存单元，242、员工信息储存单元，243、施工设备操作权限储存单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

一种5G网络架构的基建现场监控系统，如图1所示，包括视频摄像头1和监控后台2，所述监控后台2包括视频图像处理模块21和视频图像分析模块22，所述视频摄像头1设置在基建现场，所述视频摄像头1与监控后台2通过5G网络进行通信连接，所述视频图像处理模块21与视频图像分析模块22连接，所述视频摄像头1用于采集基建现场的视频图像，所述视频图像处理模块21用于对逐帧划分视频图像以及对每帧视频图像进行图像区块划分，所述视频图像分析模块22用于根据视频图像进行人脸识别及比对，所述视频图像分析模块22还用于进行安全设备穿戴检测。

所述监控后台2还包括视频储存模块23以及员工数据储存模块24，所述视频储存模块23与视频摄像头1连接，所述视频储存模块23用于储存视频摄像头1采集的视频图像；所述员工数据储存模块24包括员工人脸信息储存单元241、员工信息储存单元242以及施工设备操作权限储存单元243，所述员工人脸信息储存单元241、员工信息储存单元242以及施工设备操作权限储存单元243均与视频图像分析模块22连接，所述员工人脸信息储存单元241用于为视频图像分析模块22进行人脸识别提供人脸信息，所述员工信息储存单元242用于储存基建现场所有施工人员的员工信息，所述施工设备操作权限储存单元243用于储存基建现场每个施工设备对应的操作权限清单。

员工人脸信息储存单元241内储存有基建现场所有施工人员的姓名以及对应的人脸信息，员工信息储存单元242内储存有施工人员的包括姓名、工种、编号以及绑定的安全设备编号等信息。

在发生事故时，能够通过视频储存模块23内视频数据进行快速溯源，在将视频储存至视频储存模块23时，还对视频加以时间戳处理，在后续进行溯源调查的过程中，能够有效提高效率。

所述视频摄像头1包括固定式摄像头、布控球以及施工设备内置摄像头。所述视频摄像头1上还设置有通信天线，所述通信天线采用5DB天线。

还通过施工设备内置摄像头实时采集施工设备内视频图像，并实时监控施工设备内人员状态以及施工设备的工作过程。以塔吊为例，施工设备内置摄像头包括塔吊吊钩摄像头、吊臂摄像头、控制室摄像头以及升降机轿厢摄像头，通过塔吊吊钩摄像头和吊臂摄像头能够实时获取塔吊的工作过程，能够在出现事故或故障时，快速溯源，提高处理效率。通过控制室摄像头能够实时监测塔吊控制人员的工作状态。而升降机桥厢摄像头能够对操作人员的人数进行监测，防止升降机超载的情况出现，保证施工人员和塔吊设备的安全。

一种基于5G网络架构的基建现场监控方法，如图2所示，包括以下步骤：

通过视频摄像头1实时采集基建现场的视频，视频摄像头1通过5G网络将基建现场的视频传输至监控后台2内视频图像处理模块21；

步骤二，视频图像处理模块21对基建现场的视频内视频图像进行逐帧分割，同时将每帧视频图像分割为N个大小相同的图像区块，视频图像处理模块21将分割后的每帧视频图像发送至视频图像分析模块22；

步骤三，视频图像分析模块22筛选出存在施工人员的视频图像，选取其中一个存在施工人员的视频图像，并提取选取出的视频图像内存在人脸信息的图像区块，视频图像分析模块22再通过人脸识别算法对人脸信息进行识别；

步骤四，视频图像分析模块22将识别结果与员工人脸信息储存单元241内人脸信息进行比对，若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元241内人脸信息不匹配，监控后台2发出告警，并通知基建现场管理人员进行该施工人员的身份核实；若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元241内人脸信息匹配，则返回步骤三重新选取一个存在施工人员的视频图像进行人脸信息识别，直至所有存在施工人员的视频图像均完成人脸信息识别。所述通知基建现场管理人员的方式包括短信、语音播报等。

通过视频摄像头1对基建现场进行实时监控，能够对基建现场的所有施工人员进行身份识别。且通过人脸比对，能够及时发现非法闯入基建现场的人员，降低出现物资损失或事故发生的风险。将每帧视频图像进行图像区块划分，并仅对存在人脸信息的图像区块进行分析识别，能够有效降低计算量，提高分析识别的效率。

在步骤四中完成人脸识别结果与员工人脸数据库中人脸信息的比对后，视频图像分析模块22还根据人脸识别结果进行安全设备穿戴检测，所述安全设备穿戴检测的具体过程为：选取其中一个存在施工人员的视频图像，截取视频图像内人脸轮廓区域，并根据人脸轮廓区域获取视频图像内对应的安全设备标准穿戴区域，视频图像分析模块22对视频图像内安全设备标准穿戴区域进行安全设备识别，若安全设备标准穿戴区域内未检测到安全设备，则视频图像分析模块22提取该视频图像对应的比对结果，获取该视频图像内施工人员对应的员工信息，监控后台2通过5G网络发送报警信息至该施工人员对应的安全设备，安全设备接受到报警信息后发出告警；若安全设备标准穿戴区域内检测到安全设备，则重新选取一个存在施工人员的视频图像进行安全设备穿戴检测，直至所有存在施工人员的视频图像均完成安全设备穿戴检测。

安全设备穿戴于施工人员的头顶，根据人脸轮廓的大小以预设比例确定安全设备标准穿戴区域的大小，通过施工人员的人脸轮廓获取人脸特征点，以耳朵为例，以耳朵的位置作为安全设备标准穿戴区域的下边界，再根据安全设备标准穿戴区域的大小，确定视频图像内对应的安全设备标准穿戴区域。通过对安全设备的穿戴检测，能够在未准确穿戴安全设备时，及时提醒施工人员，保证施工过程中的安全。且根据能够对未准确穿戴安全设备的人员身份进行识别，从而准确传达报警信息。

步骤四中当施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元241内人脸信息不匹配时，还对基建现场内每个施工设备的操作权限进行限制，在施工人员启动施工设备前，监控后台2还对施工人员进行操作权限校验，通过启动的施工设备处视频摄像头1获取施工人员图像，视频图像分析模块22对施工人员图像进行人脸识别，并将人脸识别结果与员工人脸数据库进行匹配，获取施工人员的员工信息，同时提取启动的施工设备的操作权限名单，将施工人员的员工信息与启动的施工设备的操作权限名单进行匹配，若该施工人员不在操作权限名单内，则施工人员的操作权限未通过，施工设备无法启动，并发出报警；若该施工人员在操作权限名单内，则施工人员的操作权限通过，施工设备启动。

存在非法闯入基建现场的人员时，防止非法闯入的人员操作施工设备，对每个施工设备的操作权限进行限制，在施工设备启动前均进行操作权限校验，未通过校验则直接关闭施工设备，降低事故发生危险，也进一步降低物资损失风险。

当步骤四中比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元241内人脸信息不匹配时，还调取每个存在人脸信息的图像区块的人脸识别结果，筛选出所有与员工人脸信息储存单元241内人脸信息不匹配的施工人员对应的视频图像，根据筛选出的所有视频图像获取该施工人员的行动轨迹，并在监控后台2展示该施工人员的行动轨迹。

对于不是非法闯入的施工人员，也进行行动轨迹记录，并在施工人员进入危险区域时，向施工人员对应的安全设备发出告警。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种基于5G网络架构的基建现场监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，通过视频摄像头实时采集基建现场的视频，视频摄像头通过5G网络将基建现场的视频传输至监控后台内视频图像处理模块；

步骤二，视频图像处理模块对基建现场的视频内视频图像进行逐帧分割，同时将每帧视频图像分割为N个大小相同的图像区块，视频图像处理模块将分割后的每帧视频图像发送至视频图像分析模块；

步骤三，视频图像分析模块筛选出存在施工人员的视频图像，选取其中一个存在施工人员的视频图像，并提取选取出的视频图像内存在人脸信息的图像区块，视频图像分析模块再通过人脸识别算法对人脸信息进行识别；

步骤四，视频图像分析模块将识别结果与员工人脸信息储存单元内信息进行比对，若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内信息不匹配，监控后台发出告警，并通知基建现场管理人员进行该施工人员的身份核实；若比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内信息匹配，则返回步骤三重新选取一个存在施工人员的视频图像进行人脸信息识别，直至所有存在施工人员的视频图像均完成人脸信息识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场监控方法，其特征在于，在步骤四中完成人脸识别结果与员工人脸数据库中人脸信息的比对后，视频图像分析模块还根据人脸识别结果进行安全设备穿戴检测，所述安全设备穿戴检测的具体过程为：选取其中一个存在施工人员的视频图像，截取视频图像内人脸轮廓区域，并根据人脸轮廓区域获取视频图像内对应的安全设备标准穿戴区域，视频图像分析模块对视频图像内安全设备标准穿戴区域进行安全设备识别，若安全设备标准穿戴区域内未检测到安全设备，则视频图像分析模块提取该视频图像对应的比对结果，获取该视频图像内施工人员对应的员工信息，监控后台通过5G网络发送报警信息至该施工人员对应的安全设备，安全设备接受到报警信息后发出告警；若安全设备标准穿戴区域内检测到安全设备，则重新选取一个存在施工人员的视频图像进行安全设备穿戴检测，直至所有存在施工人员的视频图像均完成安全设备穿戴检测。

3.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场监控方法，其特征在于，步骤四中当施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内信息不匹配时，还对基建现场内每个施工设备的操作权限进行限制，在施工人员启动施工设备前，监控后台还对施工人员进行操作权限校验，通过启动的施工设备处视频摄像头获取施工人员图像，视频图像分析模块对施工人员图像进行人脸识别，并将人脸识别结果与员工人脸数据库进行匹配，获取施工人员的员工信息，同时提取启动的施工设备的操作权限名单，将施工人员的员工信息与启动的施工设备的操作权限名单进行匹配，若该施工人员不在操作权限名单内，则施工人员的操作权限未通过，施工设备无法启动，并发出报警；若该施工人员在操作权限名单内，则施工人员的操作权限通过，施工设备启动。

4.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场监控方法，其特征在于，当步骤四中比对结果为施工人员的人脸信息与员工人脸信息储存单元内信息不匹配时，还调取每个存在人脸信息的图像区块的人脸识别结果，筛选出所有与员工人脸信息储存单元内信息不匹配的施工人员对应的视频图像，根据筛选出的所有视频图像获取该施工人员的行动轨迹，并在监控后台展示该施工人员的行动轨迹。

5.一种基于5G网络架构的基建现场监控系统，其特征在于，包括视频摄像头和监控后台，所述监控后台包括视频图像处理模块和视频图像分析模块，所述视频摄像头设置在基建现场，所述视频摄像头与监控后台通过5G网络进行通信连接，所述视频图像处理模块与视频图像分析模块连接，所述视频摄像头用于采集基建现场的视频图像，所述视频图像处理模块用于对逐帧划分视频图像以及对每帧视频图像进行图像区块划分，所述视频图像分析模块用于根据视频图像进行人脸识别及比对，所述视频图像分析模块还用于进行安全设备穿戴检测。

6.根据权利要求5所述的一种基于5G网络架构的基建现场监控系统，其特征在于，所述视频摄像头包括固定式摄像头、布控球以及施工设备内置摄像头。

7.根据权利要求5所述的一种基于5G网络架构的基建现场监控系统，其特征在于，所述监控后台还包括视频储存模块以及员工数据储存模块，所述视频储存模块与视频摄像头连接，所述视频储存模块用于储存视频摄像头采集的视频图像；所述员工数据储存模块包括员工人脸信息储存单元、员工信息储存单元以及施工设备操作权限储存单元，所述员工人脸信息储存单元、员工信息储存单元以及施工设备操作权限储存单元均与视频图像分析模块连接，所述员工人脸信息储存单元用于为视频图像分析模块进行人脸识别提供人脸信息，所述员工信息储存单元用于储存基建现场所有施工人员的员工信息，所述施工设备操作权限储存单元用于储存基建现场每个施工设备对应的操作权限清单。

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