CN114227720A - 厨房防疫视觉识别巡航监测机器人 - Google Patents
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Abstract
一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，包括：摄像模块，用于获取被监测对象的数据；以及洗手监测模块，其连接所述双目摄像头且应用YOLOV5检测洗手姿态来判断是否通过洗手规范；口罩监测模块，用于识别口罩佩戴是否佩戴；且实时检测全天监测以别识工作人员口罩佩戴进行佩戴提醒；红外温度传感器监测模块；当体温出现异常发出警报提示；智能小车，其具有避障系统，借助于避障系统使得在行走过程中自动识别障碍，以自动躲避而到达指定的位置而实现巡航监测。实现高效、经济、灵活的自动化生产；以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人。
背景技术
据市场调查和专利检索，未发现在厨房环境下应用的防疫机器人的在先专利申请，也未发现相关报道及使用；而对于防疫而言，对于厨房环境了防疫极为重要，也是导致感染并且交叉感染极为关键重地。如何机器人可以自动化，不需要人手操作，不受情绪控制，自动捕抓人脸，防止工作人员的疏忽而导致某一个工作人员没有规范好自己的行为成为人们想得到的，但一直没有能实现；为此，在疫情紧张的时期，为了打赢疫情防控阻击战，我们研制出一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人。
发明内容
本发明的目的所要解决的技术问题是要提供一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，它自动全天实时巡航监测来替代人力检测口罩，洗手，监测体温，厨师帽检测、防疫健康信息生成码检测等工作，充分地体现其自动性和柔性的特点，实现高效、经济、灵活的自动化生产；以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，包括：
摄像模块，其包括双目摄像头与高清摄像头，它们用于获取被监测对象的数据；以及
洗手监测模块，其连接所述双目摄像头且应用YOLOV5检测洗手姿态来判断是否通过洗手规范；
口罩监测模块，其连接所述高清摄像头，所述口罩监测模块用于识别口罩佩戴是否佩戴；检测到未佩戴发出警报，且实时检测全天监测以别识工作人员口罩佩戴进行佩戴提醒；
红外温度传感器监测模块，其用于检测厨房工作人员进行温度监测；当体温出现异常发出警报提示；
智能小车，其具有避障系统，借助于避障系统使得在行走过程中自动识别障碍，以自动躲避而到达指定的位置而实现巡航监测。
于发明的一个或多个实施例中，它还包括防疫健康信息生成码检测模块，其连接所述高清摄像头；所述防疫健康信息生成码包括粤康码及行程卡，借助于高清摄像头识别防疫健康信息生成码并拍照，通过Opencv对粤康码的颜色识别是否为绿码，在使用关键字定位并且OCR识别文字；且定位到二维码、核酸检测、新冠疫苗来检测识别核酸检测情况及接种新冠疫苗状态。
于发明的一个或多个实施例中，它还包括厨师帽佩戴监测模块，其利用YOLOv5将佩戴厨师帽和未佩戴厨师帽的两种状况的多组图片进行训练，并生成数据集；厨师帽佩戴监测模块连接高清摄像头以实时检测工作人员是否佩戴厨师帽且进行规范佩戴提醒。
于发明的一个或多个实施例中，所述智能小车借助于其主控模块与通讯模块连接智能手机连接控制；从而通过手机APP来操控，以方便机器人移动到设定目标位置。
于发明的一个或多个实施例中，所述双目摄像头通过HUB连接二路摄像头借助一根USB线传输，以识别两个独立的视频设备。
于发明的一个或多个实施例中，所述红外温度传感器监测模块采用红外温度传感器汇聚视场内的目标红外辐射能量，借助于光电探测器将红外能量转变成相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值，最后使用串口通信的将对方温度实时播报出来；当温度异常时，立即发出信号给蜂鸣器发出警报。
于发明的一个或多个实施例中，所述避障系统包括导航传感器，磁导航传感器与厨房内部间隔10mm平均排布的16个采样点，能够检测出磁条上方100Gauss以下的微弱磁场；且每一个采样点都有一路信号对应输出；智能小车运行时，所述磁导航传感器内部垂直于磁条上方的连续3至5个采样点会输出信号；依靠16路通道中输出的3至5路信号，以判断磁条相对于磁导航传感器的偏离位置，并自动做出调整，使智能小车沿磁条前行。
于发明的一个或多个实施例中，所述洗手监测模块根据设定的洗手姿态八步模式进行洗手姿态监测，从实现手势姿态按顺序取、内、外、夹、弓、大、立、腕洗手程序监测。
于发明的一个或多个实施例中，所述摄像模块、洗手监测模块、厨师帽佩戴监测模块、防疫健康信息生成码检测模块和口罩监测模块连接显示器；所述显示器使连接上述各模块检测结果显示出来。
于发明的一个或多个实施例中，所述避障系统包括激光雷达；所述导航传感器所述智能小车包括车体、麦克纳姆轮、驱动步进电机和避障系统，所述车体连接主机，主机上设有立柱；所述主机上设有显示器，所述高清摄像头连接显示器上，所述双目摄像头连接于所述立柱上。
本发明同背景技术相比存在的效果是：
由于本发明采用上述的方案，它自动全天实时巡航监测来替代人力检测口罩，洗手，监测体温，厨师帽检测、防疫健康信息生成码检测等工作，充分地体现其自动性和柔性的特点，实现高效、经济、灵活的自动化生产；以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
附图说明
图1为本发明第一个实施例中厨房防疫视觉识别巡航监测机器人的控制框图；
图2为本发明第一个实施例中厨房防疫视觉识别巡航监测机器人的结构示意图；
本领域的技术人员可以从附图中所示出形状、构造并理解得出的方案，附图的各种部件不一定是按比例的，并且附图的各种部件和元件的尺寸可以进行放大或缩小，从而更清楚地说明本文描述的本发明的实施方案。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，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。
附图所显示的方位不能理解为限制本发明的具体保护范围，仅供较佳实施例的参考理解，可以图中所示的产品部件进行位置的变化或数量增加或结构简化。
说明书中所述的“连接”及附图中所示出的部件相互“连接”关系，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。
说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词及附图中所示出方位，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。
下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确；且旨在解释本发明而不能理解为对本发明的限制。
以下参考图1-2来描述具体的施例，然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的，本发明较佳地提供实施例是一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，包括摄像模块1、洗手监测模块2、口罩监测模块3、红外温度传感器监测模块4、智能小车5、防疫健康信息生成码检测模块6和厨师帽佩戴监测模块7；其中，摄像模块1包括双目摄像头11与高清摄像头12，它们用于获取被监测对象的数据；洗手监测模块2连接所述双目摄像头且应用YOLOV5检测洗手姿态来判断是否通过洗手规范；口罩监测模块3连接所述高清摄像头，所述口罩监测模块用于识别口罩佩戴是否佩戴；检测到未佩戴发出警报，且实时检测全天监测以别识工作人员口罩佩戴进行佩戴提醒；红外温度传感器监测模块4用于检测厨房工作人员进行温度监测；当体温出现异常发出警报提示；智能小车5具有避障系统51，借助于避障系统使得在行走过程中自动识别障碍，以自动躲避而到达指定的位置而实现巡航监测。
防疫健康信息生成码检测模块6连接所述高清摄像头；所述防疫健康信息生成码包括粤康码及行程卡，借助于高清摄像头识别防疫健康信息生成码并拍照，通过Opencv对粤康码的颜色识别是否为绿码，在使用关键字定位并且OCR识别文字；且定位到二维码、核酸检测、新冠疫苗来检测识别核酸检测情况及接种新冠疫苗状态。
厨师帽佩戴监测模块7利用YOLOv5将佩戴厨师帽和未佩戴厨师帽的两种状况的多组图片进行训练，并生成数据集；厨师帽佩戴监测模块连接高清摄像头以实时检测工作人员是否佩戴厨师帽且进行规范佩戴提醒。
红外温度传感器监测模块4可以采用红外温度传感器汇聚视场内的目标红外辐射能量，借助于光电探测器将红外能量转变成相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值，最后使用串口通信的将对方温度实时播报出来；当温度异常时，立即发出信号给蜂鸣器发出警报。主板8可采用拿铁熊猫(LattePanda)，这样满足了上述所有的功能刚好能够满足我们图像处理的需求，拿铁熊猫(
LattePanda)可运行完整版Windows10操作系统。板载一颗英特尔4核处理器，最高1.92GHz运行频率，内置蓝牙和WiFi模组，支持USB3.0接口、HDMI视频输出、3.5mm音频接口，100Mbps以太网口，以及额外的MicroSD扩展卡槽。主板开发集成一块ArduinoLeonardo单片机，可以外拓各种传感器模块。也可以用LattePanda开发板的性能提升到一个新的高度，采用4核英特尔CherryTrailZ8350处理器又带给其强大的处理性能，最高1.92GHz处理性能，对物体识别控制较为稳定运行。
所述智能小车5借助于其主控模块与通讯模块连接智能手机连接控制；从而通过手机APP来操控，以方便机器人移动到设定目标位置主控模块可以选用Ardurino2560，所述双目摄像头11通过HUB连接二路摄像头借助一根USB线传输，以识别两个独立的视频设备。二路摄像头同时工作双目摄像头是免驱动安装的，符合标准的免驱UVC协议，方便二次开发通用性好，提供属性设置亮度、对比度、饱和度、色调、清晰度、白平衡、增益等编程接口在Windows系统，具体实施可以使用DirectShow,opencv等软件开发，在Linux系统可以使用V4L2可开发。此摄像头刚好同时能检测两边，使口罩识别这个程序更加精准，随便一边完成检测即可通过，这样的效率大大提高。
洗手监测模块2根据设定的洗手姿态八步模式进行洗手姿态监测，从实现手势姿态按顺序取、内、外、夹、弓、大、立、腕洗手程序监测。
摄像模块1、洗手监测模块3、厨师帽佩戴监测模块7、防疫健康信息生成码检测模块6和口罩监测模块3连接显示器9；所述显示器9使连接上述各模块检测结果显示出来。
在进一步的具体实施例中，所述避障系统51可以为磁导航传感器，磁导航传感器与厨房内部间隔10mm平均排布的16个采样点，能够检测出磁条上方100Gauss以下的微弱磁场；且每一个采样点都有一路信号对应输出；智能小车运行时，所述磁导航传感器内部垂直于磁条上方的连续3至5个采样点会输出信号；依靠16路通道中输出的3至5路信号，以判断磁条相对于磁导航传感器的偏离位置，并自动做出调整，使智能小车沿磁条前行。
在进一步地具体实施例中，所述智能小车包括避障系统51、车体52、麦克纳姆轮53和驱动步进电机54，避障系统51可以采用激光雷达，所述车体52连接主机10，主机10上设有立柱13；所述主机10上设有显示器9，所述高清摄像头12连接显示器9上，所述双目摄像头11连接于所述立柱13上。
结合于上述实施例且一并结合所有附图，使用时，系统基于YOLOV5洗手姿态八步曲我们所提出的洗手姿态监测，实现手势姿态的分类取，内，外，夹，弓，大，立，腕需要完成此步骤方可进行下一步的监测，洗手步骤可具体设定为：
第一步(取)：取洗手液(或肥皂)，放于掌心。
第二步(内)：洗手掌流水湿润双手，掌心相对，手指并拢相互揉搓。
第三步(外)：洗背侧指缝手心对手背沿指缝相互揉搓，双手交换进行。
第四步(夹)：洗掌侧指缝掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓。
第五步(弓)：洗指背弯曲各手指关节，半握拳把指背放在另一手掌心旋转揉搓，双手交换进行。
第六步(大)：洗拇指一手握另一手大拇指旋转揉搓，双手交换进行。
第七步(立)：洗指尖弯曲各手指关节，把指尖合拢在另一手掌心旋转揉搓，双手交换进行。
第八步(腕)：洗手腕、手臂揉搓手腕、手臂，双手交换进行。
经过以上手势姿态监测合格后，识别厨师帽佩戴是否规范实时检测全天监测对没有佩戴厨师帽的工作人员会显示没有佩戴厨师帽，并提醒该工作人员佩戴厨师帽；重点识别规范佩戴口罩的实时检测全天监测对没有佩戴口罩的工作人员会显示没有佩戴口罩，并提醒该工作人员佩戴。
温度检测可基于ARDUINO的温度智能检测对于进出厨房的工作人员进行温度监测，体温出现异常蜂鸣器会发出警报；智能小车避障系统在小车行走过程中可以自动识别是否有人或有障碍，自动躲避，并到指定的位置。粤康码\行程卡智能检测粤康码识别红绿码、72小时的核酸检测、新冠疫苗两针是否接种完毕、检测地区、检测粤康码上的时间是否为当前的北京时间，使用OCR算法检测14天内到达的地区、识别当前时、识别手机号码。这样进行了多方位的立体实现监测，自动全天实时巡航监测来替代人力检测口罩，洗手，监测体温，厨师帽检测、防疫健康信息生成码检测等工作，充分地体现其自动性和柔性的特点，实现高效、经济、灵活的自动化生产；以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节，以便实践所述实施方案。所属技术领域的技术人员应当理解，而本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。
Claims (10)
1.一种厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于，包括：
摄像模块，其包括双目摄像头与高清摄像头，它们用于获取被监测对象的数据；以及
洗手监测模块，其连接所述双目摄像头且应用YOLOV5检测洗手姿态来判断是否通过洗手规范；
口罩监测模块，其连接所述高清摄像头，所述口罩监测模块用于识别口罩佩戴是否佩戴；检测到未佩戴发出警报，且实时检测全天监测以别识工作人员口罩佩戴进行佩戴提醒；
红外温度传感器监测模块，其用于检测厨房工作人员进行温度监测；当体温出现异常发出警报提示；
智能小车，其具有避障系统，借助于避障系统使得在行走过程中自动识别障碍，以自动躲避而到达指定的位置而实现巡航监测。
2.根据权利要求1所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：它还包括防疫健康信息生成码检测模块，其连接所述高清摄像头；所述防疫健康信息生成码包括粤康码及行程卡，借助于高清摄像头识别防疫健康信息生成码并拍照，通过Opencv对粤康码的颜色识别是否为绿码，在使用关键字定位并且OCR识别文字；且定位到二维码、核酸检测、新冠疫苗来检测识别核酸检测情况及接种新冠疫苗状态。
3.根据权利要求2所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：它还包括厨师帽佩戴监测模块，其利用YOLOv5将佩戴厨师帽和未佩戴厨师帽的两种状况的多组图片进行训练，并生成数据集；厨师帽佩戴监测模块连接高清摄像头以实时检测工作人员是否佩戴厨师帽且进行规范佩戴提醒。
4.根据权利要求3所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述智能小车借助于其主控模块与通讯模块连接智能手机连接控制；从而通过手机APP来操控，以方便机器人移动到设定目标位置。
5.根据权利要求4所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述双目摄像头通过HUB连接二路摄像头借助一根USB线传输，以识别两个独立的视频设备。
6.根据权利要求5所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述红外温度传感器监测模块采用红外温度传感器汇聚视场内的目标红外辐射能量，借助于光电探测器将红外能量转变成相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值，最后使用串口通信的将对方温度实时播报出来；当温度异常时，立即发出信号给蜂鸣器发出警报。
7.根据权利要求6所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述避障系统包括导航传感器，磁导航传感器与厨房内部间隔10mm平均排布的16个采样点，能够检测出磁条上方100Gauss以下的微弱磁场；且每一个采样点都有一路信号对应输出；智能小车运行时，所述磁导航传感器内部垂直于磁条上方的连续3至5个采样点会输出信号；依靠16路通道中输出的3至5路信号，以判断磁条相对于磁导航传感器的偏离位置，并自动做出调整，使智能小车沿磁条前行。
8.根据权利要求7所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述洗手监测模块根据设定的洗手姿态八步模式进行洗手姿态监测，从实现手势姿态按顺序取、内、外、夹、弓、大、立、腕洗手程序监测。
9.根据权利要求8所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述摄像模块、洗手监测模块、厨师帽佩戴监测模块、防疫健康信息生成码检测模块和口罩监测模块连接显示器；所述显示器使连接上述各模块检测结果显示出来。
10.根据权利要求9所述的厨房防疫视觉识别巡航监测机器人，其特征在于：所述避障系统包括激光雷达；所述导航传感器所述智能小车包括车体、麦克纳姆轮、驱动步进电机和避障系统，所述车体连接主机，主机上设有立柱；所述主机上设有显示器，所述高清摄像头连接显示器上，所述双目摄像头连接于所述立柱上。
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