CN115346244B - 工人安全帽佩戴识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及识别技术领域，具体地说，涉及工人安全帽佩戴识别系统。其包括摄像监控单元。本发明中，监控单元对进入施工工地的工人进行监控拍摄，安全帽佩戴判断单元根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，安全帽佩戴判断单元将其中佩戴安全帽的工人图像信息传输至佩戴规范识别单元，佩戴规范识别单元对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，规范佩戴标识单元对规范佩戴安全帽的工人进行标识，佩戴规范识别单元将未佩戴的安全帽的工人图像信息传输至未规范佩戴矫正单元，语音提示单元对未规范佩戴安全帽的工人进行语音提示，使得安全帽能够发挥其最大功效，减少事故对施工工地的工人造成损伤，保证施工工地的工人生命安全。

Description

工人安全帽佩戴识别系统

技术领域

本发明涉及识别技术领域，具体地说，涉及工人安全帽佩戴识别系统。

背景技术

安全帽，是指对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子，安全帽由帽壳、帽衬、下颏带及附件等组成，每种安全帽都具有一定的技术性能指标和适用范围，所以选用要根据所使用的行业和作业环境选购相应的产品，消费者可以根据所使用的行业和作业环境选用适宜的品种，选择了适宜的合格的安全帽，还应正确地使用才能发挥安全帽的功能作用，保障使用者的安全，而现有的施工工地由于管理松散，一些工人未正确佩戴安全帽就进入施工工地进行施工，甚至不佩戴安全帽，导致发生事故时，唯一一个头部贴身防护工具失去防护效果，事故死亡率大大提升，所以现亟需一种工人安全帽佩戴识别系统。

发明内容

本发明的目的在于提供工人安全帽佩戴识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了工人安全帽佩戴识别系统，包括摄像监控单元，所述摄像监控单元用于对进入施工工地的工人进行监控拍摄，采集工人面部图像，所述摄像监控单元输出端连接有安全帽佩戴判断单元，所述安全帽佩戴判断单元根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，根据工人是否佩戴安全帽进行分类处理，所述安全帽佩戴判断单元输出端连接有佩戴规范识别单元，所述佩戴规范识别单元用于对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，判断工人佩戴安全帽是否规范，所述佩戴规范识别单元输出端连接有规范佩戴标识单元，所述规范佩戴标识单元用于对规范佩戴安全帽的工人进行标识，所述佩戴规范识别单元输出端还连接有未规范佩戴矫正单元，所述未规范佩戴矫正单元输出端连接有语音提示单元，所述语音提示单元输入端与所述安全帽佩戴判断单元输出端连接，所述语音提示单元用于对未佩戴安全帽以及安全帽未规范佩戴的工人进行语音提示。

作为本技术方案的进一步改进，所述包括摄像监控单元包括采集者面部识别模块，所述采集者面部识别模块用于通过工人面部信息确定工人身份，所述采集者面部识别模块输出端连接有多角度定位拍摄模块，所述多角度定位拍摄模块用于对工人面部进行多角度拍摄，所述多角度定位拍摄模块输出端连接有图像信息打包输出模块。

作为本技术方案的进一步改进，所述多角度定位拍摄模块输入端与所述语音提示单元输出端连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述语音提示单元输出端与所述安全帽佩戴判断单元输入端连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述佩戴规范识别单元包括下颚带佩戴识别模块，所述下颚带佩戴识别模块输出端连接有识别信息输出模块，所述佩戴规范识别单元包括拖带佩戴识别模块，所述拖带佩戴识别模块输出端与所述识别信息输出模块输入端连接，所述佩戴规范识别单元还包括耳带佩戴识别模块，所述耳带佩戴识别模块输出端与所述识别信息输出模块输入端连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述佩戴规范识别单元包括松紧度判断识别模块，所述松紧度判断识别模块输出端与所述识别信息输出模块输入端连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述松紧度判断识别模块采用松紧度判断算法，其算法公式如下所示：

其中H为测量最大松紧值，L₂为摄像头到测量点初始位置长度，V₀为光速，T₁为测量光线水平打到初始测量点时间以及返回摄像头的时间之和，L₁为摄像头到绷直测量点初始位置长度，T₂为测量光线倾斜打到绷直测量点时间以及返回摄像头的时间之和，H₀为过紧阈值，表示过紧状态下最大拉伸长度，H₁为过松阈值，表示过松状态下最大拉伸长度。

作为本技术方案的进一步改进，所述未规范佩戴矫正单元输出端与所述佩戴规范识别单元输入端连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述语音提示单元输出端还连接有规范佩戴演示单元，所述规范佩戴演示单元用于演示规范佩戴安全帽流程。

作为本技术方案的进一步改进，所述佩戴规范识别单元输入端连接有安全帽佩戴规范数据库。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该工人安全帽佩戴识别系统中，监控单元对进入施工工地的工人进行监控拍摄，安全帽佩戴判断单元根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，安全帽佩戴判断单元将其中佩戴安全帽的工人图像信息传输至佩戴规范识别单元，佩戴规范识别单元对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，规范佩戴标识单元对规范佩戴安全帽的工人进行标识，佩戴规范识别单元将未佩戴的安全帽的工人图像信息传输至未规范佩戴矫正单元，语音提示单元对未规范佩戴安全帽的工人进行语音提示，使得安全帽能够发挥其最大功效，减少事故对施工工地的工人造成损伤，保证施工工地的工人生命安全。

2、该工人安全帽佩戴识别系统中，采集者面部识别模块通过工人面部信息确定工人身份，同时多角度定位拍摄模块对工人面部进行多角度拍摄，对工人面部、后脑以及双耳侧进行分步拍摄，生成拍摄信息，并将相同工人拍摄信息传输至图像信息打包输出模块，通过图像信息打包输出模块对相同工人拍摄信息进行打包处理，为后期在进行安全帽佩戴规范判断提供参考依据。

3、该工人安全帽佩戴识别系统中，通过松紧度判断识别模块提前对下颚带、拖带以及耳带佩戴松紧度进行识别，判断佩戴松紧度是否出现异常，并及时提醒工人进行矫正。

4、该工人安全帽佩戴识别系统中，通过语音提示单元提醒该未规范佩戴的工人进行正确佩戴提醒，当该未规范佩戴的工人重新矫正安全帽后，将矫正信息反向传输值佩戴规范识别单元，通过佩戴规范识别单元对该安全帽重新校正后的工人进行二次安全帽规范识别，重复上述过程，直至工人安全帽佩戴达到规范要求。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图；

图2为本发明实施例1的摄像监控单元流程示意图；

图3为本发明实施例1的佩戴规范识别单元流程示意图。

图中各个标号意义为：

10、摄像监控单元；110、采集者面部识别模块；120、多角度定位拍摄模块；130、图像信息打包输出模块；

20、安全帽佩戴判断单元；

30、佩戴规范识别单元；310、下颚带佩戴识别模块；320、拖带佩戴识别模块；330、耳带佩戴识别模块；340、松紧度判断识别模块；350、识别信息输出模块；

40、规范佩戴标识单元；

50、未规范佩戴矫正单元；

60、语音提示单元；

70、规范佩戴演示单元；

80、安全帽佩戴规范数据库。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参阅图1-图3所示，本实施例目的在于，提供了工人安全帽佩戴识别系统，包括摄像监控单元10，摄像监控单元10用于对进入施工工地的工人进行监控拍摄，采集工人面部图像，摄像监控单元10输出端连接有安全帽佩戴判断单元20，安全帽佩戴判断单元20根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，根据工人是否佩戴安全帽进行分类处理，安全帽佩戴判断单元20输出端连接有佩戴规范识别单元30，佩戴规范识别单元30用于对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，判断工人佩戴安全帽是否规范，佩戴规范识别单元30输出端连接有规范佩戴标识单元40，规范佩戴标识单元40用于对规范佩戴安全帽的工人进行标识，佩戴规范识别单元30输出端还连接有未规范佩戴矫正单元50，未规范佩戴矫正单元50输出端连接有语音提示单元60，语音提示单元60输入端与安全帽佩戴判断单元20输出端连接，语音提示单元60用于对未佩戴安全帽以及安全帽未规范佩戴的工人进行语音提示。

具体使用时，摄像监控单元10对进入施工工地的工人进行监控拍摄，采集工人面部图像，生成工人面部图像信息，并将工人面部图像信息传输至安全帽佩戴判断单元20，安全帽佩戴判断单元20根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，根据工人是否佩戴安全帽进行分类处理，生成分类处理信息，将其中未佩戴安全帽的工人图像信息传输至语音提示单元60，通过语音提示单元60对未佩戴安全帽的工人进行语音提示，安全帽佩戴判断单元20将其中佩戴安全帽的工人图像信息传输至佩戴规范识别单元30，佩戴规范识别单元30对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，判断工人佩戴安全帽是否规范，并根据工人佩戴安全帽是否规范对进入施工工地的工人进行二次分类处理，生成二次分类处理信息，并将其中规范佩戴的安全帽的工人图像信息传输至规范佩戴标识单元40，规范佩戴标识单元40对规范佩戴安全帽的工人进行标识，使其能够顺利进入施工工地，佩戴规范识别单元30将未佩戴的安全帽的工人图像信息传输至未规范佩戴矫正单元50，未规范佩戴矫正单元50将未佩戴的安全帽的工人图像信息传输至语音提示单元60，语音提示单元60对未规范佩戴安全帽的工人进行语音提示，帮助未规范佩戴安全帽的工人进行安全帽佩戴矫正，通过提前对进入施工工地的工人进行佩戴安全帽监视识别，及时对未佩戴或者未规范佩戴安全帽的工人进行识别，通过语音提醒其规范佩戴安全帽，使得安全帽能够发挥其最大功效，减少事故对施工工地的工人造成损伤，保证施工工地的工人生命安全。

此外，包括摄像监控单元10包括采集者面部识别模块110，采集者面部识别模块110用于通过工人面部信息确定工人身份，采集者面部识别模块110输出端连接有多角度定位拍摄模块120，多角度定位拍摄模块120用于对工人面部进行多角度拍摄，多角度定位拍摄模块120输出端连接有图像信息打包输出模块130。具体使用时，采集者面部识别模块110通过工人面部信息确定工人身份，同时多角度定位拍摄模块120对工人面部进行多角度拍摄，对工人面部、后脑以及双耳侧进行分步拍摄，生成拍摄信息，并将相同工人拍摄信息传输至图像信息打包输出模块130，通过图像信息打包输出模块130对相同工人拍摄信息进行打包处理，为后期在进行安全帽佩戴规范判断提供参考依据。

进一步的，多角度定位拍摄模块120输入端与语音提示单元60输出端连接。由于在进行工人面部进行多角度拍摄过程中，需要工人进行不同角度的站位，例如在进行面部拍摄时，需要工人面朝摄像头，拍摄后脑位置时，需要工人背朝摄像头，通过语音提示单元60语音提醒配合多角度定位拍摄模块120进行联合拍摄，及时提醒工人角度变换，提高对工人面部进行多角度拍摄效率，减少拍摄误差的产生。

再进一步的，语音提示单元60输出端与安全帽佩戴判断单元20输入端连接。当语音提示单元60提醒未佩戴安全帽的工人进行安全帽佩戴后，此时未佩戴安全帽的工人需要进行安全帽佩戴工作，佩戴完成后重新经过安全帽佩戴判断单元20进行安全帽佩戴判断，避免语音提示后该未佩戴安全帽的工人仍拒绝佩戴安全帽。

具体的，佩戴规范识别单元30包括下颚带佩戴识别模块310，下颚带佩戴识别模块310输出端连接有识别信息输出模块350，佩戴规范识别单元30包括拖带佩戴识别模块320，拖带佩戴识别模块320输出端与识别信息输出模块350输入端连接，佩戴规范识别单元30还包括耳带佩戴识别模块330，耳带佩戴识别模块330输出端与识别信息输出模块350输入端连接。具体使用时，通过下颚带佩戴识别模块310定位工人安全帽下颚带佩戴情况，生成下颚带对工人下颚进行承托的松紧带佩戴情况信息，并将下颚带佩戴情况信息传输至识别信息输出模块350，通过拖带佩戴识别模块320定位工人安全帽拖带对工人后脑进行托举的绑带佩戴情况信息，并将拖带佩戴情况信息传输至识别信息输出模块350，耳带佩戴识别模块330定位工人安全帽耳带贴合在工人两耳用于连接下颚带两端的绑带佩戴情况信息，并将耳带佩戴情况信息传输至识别信息输出模块350，通过识别信息输出模块350将工人安全帽各个位置佩戴情况输出，以确定工人安全帽是否佩戴标准。

此外，佩戴规范识别单元30包括松紧度判断识别模块340，松紧度判断识别模块340输出端与识别信息输出模块350输入端连接。具体使用时，由于安全帽佩戴完成后，下颚带、拖带以及耳带需要预留一定松紧度，避免佩戴过紧，导致工人佩戴舒适感大大降低，影响正常施工效率，同时避免佩戴过松，导致在施工过程中很容易出现掉落情况的发生，无法发挥安全帽的作用，通过松紧度判断识别模块340提前对下颚带、拖带以及耳带佩戴松紧度进行识别，判断佩戴松紧度是否出现异常，并及时提醒工人进行矫正。

进一步的，松紧度判断识别模块340采用松紧度判断算法，其算法公式如下所示：

其中H为测量最大松紧值，L₂为摄像头到测量点初始位置长度，V₀为光速，T₁为测量光线水平打到初始测量点时间以及返回摄像头的时间之和，L₁为摄像头到绷直测量点初始位置长度，T₂为测量光线倾斜打到绷直测量点时间以及返回摄像头的时间之和，H₀为过紧阈值，表示过紧状态下最大拉伸长度，H₁为过松阈值，表示过松状态下最大拉伸长度，当H-H₀＜0表示测量最大松紧值小于过紧阈值H₀，此时安全帽佩戴过紧，当H-H₁＞0表示测量最大松紧值大于过松阈值H₁，此时安全帽佩戴过松，输出为0，当&H-H₀≥0且H-H₁≤0表示此时测量最大松紧值处于过松阈值H₁与过紧阈值H₀之间，表示此时H为测量最大松紧值为正常佩戴预留松紧度。

再进一步的，未规范佩戴矫正单元50输出端与佩戴规范识别单元30输入端连接。当未规范佩戴矫正单元50将未佩戴的安全帽的工人图像信息传输至语音提示单元60后，通过语音提示单元60提醒该未规范佩戴的工人进行正确佩戴提醒，当该未规范佩戴的工人重新矫正安全帽后，将矫正信息反向传输值佩戴规范识别单元30，通过佩戴规范识别单元30对该安全帽重新校正后的工人进行二次安全帽规范识别，重复上述过程，直至工人安全帽佩戴达到规范要求。

此外，语音提示单元60输出端还连接有规范佩戴演示单元70，规范佩戴演示单元70用于演示规范佩戴安全帽流程。具体使用时，由于一些工人未及时学习安全帽佩戴流程，导致佩戴安全帽时无法正确自我矫正，此时通过规范佩戴演示单元70演示规范佩戴安全帽流程，实时演示佩戴流程帮助工人顺利矫正安全帽佩戴。

除此之外，佩戴规范识别单元30输入端连接有安全帽佩戴规范数据库80。通过安全帽佩戴规范数据库80提前预存正确佩戴安全帽的案例，为进行工人安全帽佩戴规范提供判断依据。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.工人安全帽佩戴识别系统，包括摄像监控单元（10），其特征在于：所述摄像监控单元（10）用于对进入施工工地的工人进行监控拍摄，采集工人面部图像，所述摄像监控单元（10）输出端连接有安全帽佩戴判断单元（20），所述安全帽佩戴判断单元（20）根据监控信息判断工人佩戴安全帽情况，根据工人是否佩戴安全帽进行分类处理，所述安全帽佩戴判断单元（20）输出端连接有佩戴规范识别单元（30），所述佩戴规范识别单元（30）用于对佩戴安全帽的工人进行二次定点识别，判断工人佩戴安全帽是否规范，所述佩戴规范识别单元（30）输出端连接有规范佩戴标识单元（40），所述规范佩戴标识单元（40）用于对规范佩戴安全帽的工人进行标识，所述佩戴规范识别单元（30）输出端还连接有未规范佩戴矫正单元（50），所述未规范佩戴矫正单元（50）输出端连接有语音提示单元（60），所述语音提示单元（60）输入端与所述安全帽佩戴判断单元（20）输出端连接，所述语音提示单元（60）用于对未佩戴安全帽以及安全帽未规范佩戴的工人进行语音提示；

所述包括摄像监控单元（10）包括采集者面部识别模块（110），所述采集者面部识别模块（110）用于通过工人面部信息确定工人身份，所述采集者面部识别模块（110）输出端连接有多角度定位拍摄模块（120），所述多角度定位拍摄模块（120）用于对工人面部进行多角度拍摄，所述多角度定位拍摄模块（120）输出端连接有图像信息打包输出模块（130）；

所述多角度定位拍摄模块（120）输入端与所述语音提示单元（60）输出端连接；

所述语音提示单元（60）输出端与所述安全帽佩戴判断单元（20）输入端连接；

所述佩戴规范识别单元（30）包括下颚带佩戴识别模块（310），所述下颚带佩戴识别模块（310）输出端连接有识别信息输出模块（350），所述佩戴规范识别单元（30）包括拖带佩戴识别模块（320），所述拖带佩戴识别模块（320）输出端与所述识别信息输出模块（350）输入端连接，所述佩戴规范识别单元（30）还包括耳带佩戴识别模块（330），所述耳带佩戴识别模块（330）输出端与所述识别信息输出模块（350）输入端连接；

所述佩戴规范识别单元（30）包括松紧度判断识别模块（340），所述松紧度判断识别模块（340）输出端与所述识别信息输出模块（350）输入端连接；

所述松紧度判断识别模块（340）采用松紧度判断算法，其算法公式如下所示：

；

;

其中H为测量最大松紧值，

为摄像头到测量点初始位置长度，/>

为光速，/>

为测量光线水平打到初始测量点时间以及返回摄像头的时间之和，/>

为摄像头到绷直测量点初始位置长度，/>

为测量光线倾斜打到绷直测量点时间以及返回摄像头的时间之和，/>

为过紧阈值，表示过紧状态下最大拉伸长度，/>

为过松阈值，表示过松状态下最大拉伸长度。

2.根据权利要求1所述的工人安全帽佩戴识别系统，其特征在于：所述未规范佩戴矫正单元（50）输出端与所述佩戴规范识别单元（30）输入端连接。

3.根据权利要求1所述的工人安全帽佩戴识别系统，其特征在于：所述语音提示单元（60）输出端还连接有规范佩戴演示单元（70），所述规范佩戴演示单元（70）用于演示规范佩戴安全帽流程。

4.根据权利要求3所述的工人安全帽佩戴识别系统，其特征在于：所述佩戴规范识别单元（30）输入端连接有安全帽佩戴规范数据库（80）。

Images