CN114677745A - 一种智能电缆井安全管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能电缆井安全管理系统，属于监控管理领域，涉及人脸图像识别技术，解决了现有的技术中对于电缆井下井人员的监控管理不到位导致的存在风险的技术问题；预先在服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在电缆井现场实时获取维修人员的特征图像信息，并将维修人员的特征图像信息与若干维修人员的人脸图像训练样本进行对比，获取关键点的坐标相似值以及第二特征相似值，当控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器，表示维修人员识别不通过；确保没有在服务器内的维修人员不得私自下井，一定程度的减少了下井风险事故的发生。

Description

一种智能电缆井安全管理系统
技术领域
本发明属于监控管理领域，涉及人脸图像识别技术，具体是一种智能电缆井安全管理系统。
背景技术
城市化的推进必定对城市的基础设施建设提出了更高的要求。配电网在整个电力系统中是一个重要部分，而在电力系统中，电缆井是系统中的重要一环，它也是城市公共设施的重要组成部分。现在全国各地的电力公司都建立起庞大的电缆井网，这同时带来了繁重的维护与检修工作。目前的维护与检修都是电力公司指派相关人员定期检查，查看电缆的运行状况。但电缆井数目多、分布广，所处的环境情况也很复杂。
在现有的技术中，电缆井的下井维护工作也愈发的频繁，对于技术不熟练的维修人员或者是其他人员自主下井都是一种很大发风险，现有技术中并没有明确的对下井人员进行识别管控，会存在一定的风险。
为此，提出一种智能电缆井安全管理系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能电缆井安全管理系统，该一种智能电缆井安全管理系统解决了现有的技术中对于电缆井下井人员的监控管理不到位导致存在风险的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种智能电缆井安全管理系统，包括服务器、与服务器远程无线通信连接的图像采集设备、用于对图像进行处理的处理器、接收处理器信号的控制器以及智能井盖；
所述智能井盖安装在电缆井上；所述图像采集设备用于采集需要打开智能井盖的维修人员的特征图像信息，并将采集到的特征图像信息发送至处理器；
处理器用于对特征图像信息进行特征提取，获取第一特征信息和第二特征信息；
处理器获取第二特征信息的关键点坐标，并将第二特征信息的关键点坐标分别进行坐标标注，标注为Ti(XTi，YTi)、Xi(XXi，YXi)；其中的i表示左右眼睛、鼻尖和两个嘴角这五个点的编号；i＝1,2,3,4,5；
依次获取关键点的坐标相似值XSi；并获取第二特征相似值EXS；发送至控制器；
所述控制器用于接收处理器的信号；当所述控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值XSi存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器；
当关键点的坐标相似值XSi存在小于等于两个坐标相似值阈值时，控制器比较第二特征相似值阈值与第二特征相似值的大小；
当第二特征相似值大于第二特征相似值阈值时，控制器发送开启信号至智能井盖，智能井盖打开。
优选的，智能井盖与电缆井之间是智能机械连接，当所述控制器发送开启信号时，智能井盖打开。
优选的，所述控制器与智能井盖之间的连接方式为蓝牙连接，或者所述控制器与智能井盖之间的连接关系为无线通信连接，或者所述控制器与智能井盖之间的连接关系为有线接口连接。
优选的，所述服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在进行若干维修人员的人脸图像训练样本的获取时使用的是同一个图像采集设备或者是与电缆井现场相同型号的图像采集设备；
人脸图像训练样本可以为各种场景、各种姿态、各种角度的人脸图片，在收集特征图像信息时需要注意，人脸的背景要具有充分的多样性，即不能只使用同一个位置的摄像头的不同时刻的图片；并且有相应的标注信息，例如，人脸在图像中的位置信息等第一训练特征信息以及左右眼睛、鼻尖和两个嘴角这五个点的位置信息等第二训练特征信息；当人脸框坐标确定的时候，人脸关键点会在人脸框范围内，且在某些固定的位置；当人脸关键点确定的时候，人脸框会在人脸关键点坐标的一定范围内。其中，可根据人脸位置坐标确定人脸框的位置；
优选的，所述服务器将内部存储的人脸图像训练样本与维修人员的身份进行绑定，且对人脸图像训练样本进行训练，获取人脸图像训练样本中的第一训练特征信息和第二训练特征信息，所述第一训练特征信息用于表征人脸框坐标，所述第二训练特征信息用于表征人脸关键点坐标。
优选的，关键点的坐标相似值XSi的计算方式为：
Figure BDA0003594740590000031
其中的α表示影响系数；
第二特征相似值EXS的计算公式为
Figure BDA0003594740590000032
优选的，当第二特征相似值小于第二特征相似值阈值时，控制器发送重新采集信号至图像采集设备，图像采集设备重新采集特征图像信息进行重新对比分析。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明预先在服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在电缆井现场实时获取维修人员的特征图像信息，并将维修人员的特征图像信息与若干维修人员的人脸图像训练样本进行对比，获取关键点的坐标相似值以及第二特征相似值，当控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器，表示维修人员识别不通过；确保没有在服务器内的维修人员不得私自下井，一定程度的减少了下井风险事故的发生；
且当关键点的坐标相似值存在小于等于两个坐标相似值阈值时，控制器比较第二特征相似值阈值与第二特征相似值的大小；当第二特征相似值大于第二特征相似值阈值时，控制器发送开启信号至智能井盖，智能井盖打开。对于智能电缆井的监控管理只有合格且备案的维修人员可以下井维修，也进一步方便管理，确保有效的完成下井故障的维修。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种智能电缆井安全管理系统，包括服务器、与服务器远程无线通信连接的图像采集设备、用于对图像进行处理的处理器、接收处理器信号的控制器以及智能井盖；
所述智能井盖安装在电缆井上，且智能井盖与电缆井之间是智能机械连接，当所述控制器发送开启信号时，智能井盖打开；当控制器没发送开启信号时，智能井盖不打开；
在一个优选的实施例中，所述控制器与智能井盖之间的连接方式为蓝牙连接，或者所述控制器与智能井盖之间的连接关系为无线通信连接，或者所述控制器与智能井盖之间的连接关系为有线接口连接；
所述图像采集设备用于采集需要打开智能井盖的维修人员的特征图像信息，并将采集到的特征图像信息发送至处理器；所述处理器用于接收图像采集设备发送的特征图像信息，并对接收到的特征图像信息进行图像处理；
其中，需要进行说明的是，所述服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在进行若干维修人员的人脸图像训练样本的获取时使用的是同一个图像采集设备或者是与电缆井现场相同型号的图像采集设备，以确保人脸图像采集的准确性；
所述服务器将内部存储的人脸图像训练样本与维修人员的身份进行绑定，且对人脸图像训练样本进行训练，获取人脸图像训练样本中的第一训练特征信息和第二训练特征信息，其中需要进行说明的是，所述第一训练特征信息用于表征人脸框坐标，所述第二训练特征信息用于表征人脸关键点坐标；
在一个优选的实施例中，人脸图像训练样本可以为各种场景、各种姿态、各种角度的人脸图片，在收集特征图像信息时需要注意，人脸的背景要具有充分的多样性，即不能只使用同一个位置的摄像头的不同时刻的图片；并且有相应的标注信息，例如，人脸在图像中的位置信息等第一训练特征信息以及左右眼睛、鼻尖和两个嘴角这五个点的位置信息等第二训练特征信息；当人脸框坐标确定的时候，人脸关键点会在人脸框范围内，且在某些固定的位置；当人脸关键点确定的时候，人脸框会在人脸关键点坐标的一定范围内。其中，可根据人脸位置坐标确定人脸框的位置；
值得注意的是，所述处理器对接收到的特征图像信息进行图像处理的过程包括以下步骤：
步骤一：处理器对特征图像信息进行特征提取，获取第一特征信息和第二特征信息；
步骤二：处理器分别将第一特征信息进行比例缩放，将第一特征信息与服务器内的第一训练特征信息进行坐标匹配；
步骤三：处理器获取第二特征信息的关键点坐标，并将第二特征信息的关键点坐标分别进行坐标标注，标注为Ti(XTi，YTi)、Xi(XXi，YXi)，需要进行说明的是，其中的i表示左右眼睛、鼻尖和两个嘴角这五个点的编号；i＝1,2,3,4,5；
步骤四：依次获取关键点的坐标相似值XSi；并获取第二特征相似值EXS；
在一个具体的实施例中，关键点的坐标相似值XSi的计算方式为
Figure BDA0003594740590000061
其中的α表示影响系数；
第二特征相似值EXS的计算公式为
Figure BDA0003594740590000062
步骤五：处理器将计算得出的关键点的坐标相似值以及第二特征相似值发送至控制器。
所述控制器与处理器无线通信连接，且所述控制器用于接收处理器的信号；所述控制器设定有坐标相似值阈值以及第二特征相似值阈值；
当所述控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值XSi存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器，表示维修人员识别不通过；
当关键点的坐标相似值XSi存在小于等于两个坐标相似值阈值时，控制器比较第二特征相似值阈值与第二特征相似值的大小；
当第二特征相似值大于第二特征相似值阈值时，控制器发送开启信号至智能井盖，智能井盖打开；
当第二特征相似值小于第二特征相似值阈值时，控制器发送重新采集信号至图像采集设备，图像采集设备重新采集特征图像信息进行重新对比分析。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：本发明预先在服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在电缆井现场实时获取维修人员的特征图像信息，并将维修人员的特征图像信息与若干维修人员的人脸图像训练样本进行对比，获取关键点的坐标相似值以及第二特征相似值，当控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器，表示维修人员识别不通过；当关键点的坐标相似值存在小于等于两个坐标相似值阈值时，控制器比较第二特征相似值阈值与第二特征相似值的大小；当第二特征相似值大于第二特征相似值阈值时，控制器发送开启信号至智能井盖，智能井盖打开。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，包括服务器、与服务器远程无线通信连接的图像采集设备、用于对图像进行处理的处理器、接收处理器信号的控制器以及智能井盖；
所述智能井盖安装在电缆井上；所述图像采集设备用于采集需要打开智能井盖的维修人员的特征图像信息，并将采集到的特征图像信息发送至处理器；
处理器用于对特征图像信息进行特征提取，获取第一特征信息和第二特征信息；
处理器获取第二特征信息的关键点坐标，并将第二特征信息的关键点坐标分别进行坐标标注，标注为Ti(XTi，YTi)、Xi(XXi，YXi)；其中的i表示左右眼睛、鼻尖和两个嘴角这五个点的编号；i＝1,2,3,4,5；
依次获取关键点的坐标相似值XSi；并获取第二特征相似值EXS；发送至控制器；
所述控制器用于接收处理器的信号；当所述控制器接收到处理器发送的关键点的坐标相似值XSi存在大于两个坐标相似值阈值时，控制器发送错误信号至服务器；
当关键点的坐标相似值XSi存在小于等于两个坐标相似值阈值时，控制器比较第二特征相似值阈值与第二特征相似值的大小；
当第二特征相似值大于第二特征相似值阈值时，控制器发送开启信号至智能井盖，智能井盖打开。
2.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，当所述控制器发送开启信号时，智能井盖打开；当控制器没发送开启信号时，智能井盖不打开。
3.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，所述控制器与智能井盖之间的连接关系为无线通信连接，或者所述控制器与智能井盖之间的连接关系为有线接口连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，所述服务器内存储若干维修人员的人脸图像训练样本；且在进行若干维修人员的人脸图像训练样本的获取时使用的是同一个图像采集设备或者是与电缆井现场相同型号的图像采集设备。
5.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，所述服务器将内部存储的人脸图像训练样本与维修人员的身份进行绑定，且对人脸图像训练样本进行训练，获取人脸图像训练样本中的第一训练特征信息和第二训练特征信息，所述第一训练特征信息用于表征人脸框坐标，所述第二训练特征信息用于表征人脸关键点坐标。
6.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，关键点的坐标相似值XSi的计算方式为：
Figure FDA0003594740580000021
其中的α表示影响系数；
第二特征相似值EXS的计算公式为
Figure FDA0003594740580000022
7.根据权利要求1所述的一种智能电缆井安全管理系统，其特征在于，当第二特征相似值小于第二特征相似值阈值时，控制器发送重新采集信号至图像采集设备，图像采集设备重新采集特征图像信息进行重新对比分析。
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