TWI453154B - 廢棄物清運監控系統及方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種監控裝置及方法,尤其涉及一種廢棄物清運監控系統及方法。
傳統的壓縮式廢棄物清運車輛(以下簡稱為“廢棄物清運車輛”)在進行廢棄物壓縮作業時,無法主動對後方車箱週邊人員的人身安全進行防護,若在壓縮作業過程中有兒童或其他人員誤闖入廢棄物清運車輛的後方車箱範圍,而發生人員遭機械夾傷等意外發生。
另外,在執行廢棄物壓縮作業過程中,由於廢棄物清運車輛後方車箱內的廢棄物受到外力擠壓,極可能造成不明物體或液體向外噴濺等情形,因此若操作人員未確實留意廢棄物壓縮作業運作範圍週邊的狀況,導致其他人員過於接近進行廢棄物壓縮作業的後方車箱,亦可能使後方車箱的廢棄物壓縮作業運作範圍週邊的人員遭不明物體擊傷,或因遭有毒液體噴濺而灼傷等意外發生。
鑒於以上內容,有必要提供一種廢棄物清運監控系統及方法,其可即時偵測廢棄物清運車輛後方車箱作業區域的場景影像,當偵測到該場景影像中出現三維人型影像時,自動切斷廢棄物壓縮作
業的電源。
一種廢棄物清運監控系統,該系統包括:影像獲取模組,用於當廢棄物清運車輛開始廢棄物壓縮作業時,獲取該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的攝像裝置攝取的場景影像;人型偵測模組,用於在獲取的場景影像中偵測三維人型影像;及電源控制模組,用於當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛的保險裝置自動切斷廢棄物壓縮作業的電源。
一種廢棄物清運監控方法,該方法包括如下步驟:影像獲取步驟,當廢棄物清運車輛開始廢棄物壓縮作業時,獲取該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的攝像裝置攝取的場景影像;人型偵測步驟,在獲取的場景影像中偵測三維人型影像;及電源控制步驟,當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛的保險裝置自動切斷廢棄物壓縮作業的電源。
相較於習知技術,所述的廢棄物清運監控系統及方法,其可即時偵測廢棄物清運車輛後方車箱作業區域的場景影像,當偵測到該場景影像中出現三維人型影像時,自動切斷廢棄物壓縮作業的電源,從而避免意外事故的發生。
2‧‧‧廢棄物清運車輛
20‧‧‧儲存器
21‧‧‧廢棄物清運監控系統
22‧‧‧控制器
23‧‧‧保險裝置
24‧‧‧指示燈
26‧‧‧攝像裝置
260‧‧‧鏡頭
210‧‧‧三維範本建立模組
212‧‧‧影像獲取模組
214‧‧‧人型偵測模組
216‧‧‧電源控制模組
218‧‧‧警示模組
圖1係本發明廢棄物清運監控系統的應用環境示意圖。
圖2係本發明廢棄物清運監控系統的功能模組圖。
圖3係本發明廢棄物清運監控方法較佳實施方式的流程圖。
圖4係圖1中的廢棄物清運車輛的示意圖。
圖5係正面三維人型影像的示意圖。
圖6係側面三維人型影像的示意圖。
圖7係偵測到三維人型影像時的報警示意圖。
參閱圖1所示,係本發明廢棄物清運監控系統的應用環境示意圖。在本實施方式中,該廢棄物清運監控系統21運行於一台廢棄物清運車輛2中。所述廢棄物清運車輛2還包括透過訊號線和資料線相連的儲存器20、控制器22、保險裝置23、指示燈24和攝像裝置26。參閱圖4所示,所述指示燈24和攝像裝置26安裝於廢棄物清運車輛2的後方車箱上。操作人員可以透過控制器22啟動或停止廢棄物清運車輛2的廢棄物壓縮作業。在本實施方式中,所述廢棄物清運車輛2為壓縮式廢棄物清運車輛。
在本實施方式中,所述攝像裝置26用於獲取廢棄物清運車輛2後方車箱作業區域的場景影像,並將獲取的場景影像儲存至儲存器20中。廢棄物清運監控系統21在該獲取的場景影像中偵測三維(Three-dimentional,3D)人型影像,當偵測到該場景影像中出現三維人型影像時,向保險裝置23發送指令自動切斷廢棄物清運車輛2廢棄物壓縮作業的電源,並控制指示燈24亮起,以提醒操作人員注意週圍是否有危險。
在本實施方式中,該攝像裝置26為一種時間飛行(Time of Flight,TOF)攝像裝置,用於攝取監控場景範圍內的場景影像,以及獲取場景影像中被攝物體的景深資訊。所述被攝物體的景深資訊是指被攝物體各點與攝像裝置26的鏡頭的距離資訊。由於TOF攝像裝置在拍攝目標物時,將發射一定波長的訊號,當訊號遇到目標物時即會反射至TOF攝像裝置的鏡頭,根據訊號發射與接收之間的時間差即可計算出目標物上各點與TOF攝像裝置鏡頭之間的距離資訊,因此所述攝像裝置26可得到場景影像中被攝物體各點與攝像裝置26的鏡頭之間的距離資訊。
所述儲存器20用於儲存攝像裝置26預先拍攝的大量三維人型資料和根據三維人型資料建立的三維人型範本。所述三維人型資料包括搜集的攝像裝置26之前拍攝的大量的三維人型影像,在本實施方式中,這些三維人型影像按照姿勢主要分為三類:正面人型影像(參閱圖5所示)、側面人型影像(參閱圖6所示)及背面三維人型影像(圖中未示出)。在其他實施方式中可以包括更多種姿勢的三維人型影像。
在本實施方式中,所述廢棄物清運監控系統21可以被分割成一個或多個模組,所述一個或多個模組被儲存在所述儲存器20中並被配置成由一個或多個處理器(參閱圖1中的控制器22)執行,以完成本發明。例如,參閱圖2所示,所述廢棄物清運監控系統21被分割成三維範本建立模組210、影像獲取模組212、人型偵測模組214、電源控制模組216和警示模組218。本發明所稱的模組是完成一特定功能的程式段,比程式更適合於描述軟體在控制器22中的執行過程,關於各模組的功能將在圖3的流程圖中具體描述
。
在開始圖3流程圖之前,三維範本建立模組210根據儲存器20儲存的三維人型影像中各點與攝像裝置26的鏡頭260之間的距離資訊建立三維人型範本,用於儲存三維人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍,具體介紹如下:三維範本建立模組210分析儲存器20中儲存的每張三維人型影像,得到該三維人型影像中人體輪廓上各特徵點(例如鼻尖、眉心等)至鏡頭260的距離資料,並將該距離資料轉換為圖元值(取值範圍為0~255)儲存至該三維人型影像的特徵矩陣。
三維範本建立模組210還對同一種類型(例如正面)的所有三維人型影像的特徵矩陣根據設定的一個特徵點(例如人體中心點)進行對齊後,對該種類型人體上的特徵點的圖元值進行逐點統計,得到該種類型人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍組成的三維人型範本。例如,正面人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍組成正面的人型三維範本,側面人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍組成側面的人型三維範本,背面人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍組成背面的人型三維範本。
例如,三維範本建立模組210分析一張正面的三維人型影像N1(參閱圖5所示)中人體輪廓上的200個特徵點,得到各特徵點至鏡頭260的距離資料並轉換為圖元值,例如鼻尖至鏡頭260的Z方向的距離為61釐米被轉換為圖元值255,眉心至鏡頭260的Z方向的距離為59釐米被轉換為圖元值253,等等。三維範本建立模組210將該200個特徵點的圖元值儲存至該三維人型影像N1的特徵矩陣。假設正面的三維人型影像一共有10張,三維範本建立模組210
依此方法計算得到其他9張正面的三維人型影像的特徵矩陣,將得到的10個特徵矩陣依據人體中心點的圖元值進行對齊後,對該10個特徵矩陣中相同特徵點的圖元值進行統計,得到各特徵點的圖元值的容許範圍。例如,該10個特徵矩陣中鼻尖的圖元值範圍為[251,255],眉心的圖元值範圍為[250,254]。
參閱圖3所示,係本發明廢棄物清運監控方法的較佳實施方式的流程圖。
步驟S10,當操作人員開啟控制器22控制廢棄物清運車輛2開始廢棄物壓縮作業時,影像獲取模組212獲取該廢棄物清運車輛2的後方車箱上安裝的攝像裝置26攝取的場景影像。
步驟S11,人型偵測模組214在獲取的場景影像中偵測三維人型影像。
舉例而言,所述人型偵測模組214將場景影像中各點到鏡頭260的距離轉換為圖元值儲存至該場景影像的特徵矩陣中。然後,所述人型偵測模組214將該場景影像的特徵矩陣中各點的圖元值分別與儲存器20中各種類型(例如:正面、側面及背面)三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍進行比對,以偵測該場景影像中是否有三維人型影像。
若該場景影像中存在某一區域滿足一預設數目的特徵點(如85%-90%的特徵點)的圖元值落入某種類型(例如:正面、側面或背面)三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍,則所述人型偵測模組214判斷當前場景影像中有三維人型影像。若該場景影像中沒有任何區域滿足一預設數目的特徵點的圖元值落入
某種類型(例如:正面、側面或背面)的三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍,則所述人型偵測模組214判斷當前場景影像中沒有三維人型影像。
需要指出的是,本發明所用三維人型偵測方法並不限於上述舉例方法,本領域技術人員也可以搭配其他具備相同功能的三維人型判別技術。
步驟S12,人型偵測模組214判斷是否在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像。如果在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像,則執行步驟S13。如果沒有在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像,則返回步驟S10。
步驟S13,電源控制模組216控制保險裝置23自動切斷該廢棄物清運車輛2中廢棄物壓縮作業的電源。
步驟S14,警示模組218控制該廢棄物清運車輛2後方車箱上安裝的指示燈24亮起,以提醒操作人員注意(參閱圖7所示)。在本實施方式中,保險裝置23與指示燈24將在預設的時間(如5-10秒)後主動解除。另外,當操作人員排除危險狀況後,可透過控制器22手動恢復廢棄物清運車輛2的廢棄物壓縮作業。
在本實施方式中,為方便操作人員辨識停止運作的廢棄物清運車輛2是否為保險裝置23啟動所致,在廢棄物清運車輛2的後方車箱上加裝有指示燈24。如果指示燈24亮起,則表示廢棄物清運車輛2的保險裝置23已啟動,操作人員可得知斷電原因為保險裝置23作用所致,並針對廢棄物清運車輛2的作業區域進行確認、排除相關狀況,待狀況排除後,操作人員即可以透過控制器22手動恢
復廢棄物清運車輛2的正常運作。反之,若廢棄物清運車輛2無法正常運作,指示燈24也未亮起,則可推測為機械故障或其他因素所致。
在其他實施方式中,還可以在廢棄物清運車輛2的後方車箱上安裝蜂鳴器,當人型偵測模組214在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,警示模組218控制廢棄物清運車輛2後方車箱上安裝的蜂鳴器報警,以提醒操作人員注意。
本實施方式是以廢棄物清運車輛2為例進行說明的。可以理解,在其他實施方式中,該方法也可以應用於其他車輛,如混凝土攪拌機等。
2‧‧‧廢棄物清運車輛
20‧‧‧儲存器
21‧‧‧廢棄物清運監控系統
22‧‧‧控制器
23‧‧‧保險裝置
24‧‧‧指示燈
26‧‧‧攝像裝置
Claims (8)
- 一種廢棄物清運監控系統,其中,該系統包括:影像獲取模組,用於當廢棄物清運車輛開始廢棄物壓縮作業時,獲取該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的攝像裝置攝取的場景影像;人型偵測模組,用於在獲取的場景影像中偵測三維人型影像;電源控制模組,用於當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛的保險裝置自動切斷廢棄物壓縮作業的電源;及三維範本建立模組,用於根據該廢棄物清運車輛的儲存器儲存的三維人型影像中各點與攝像裝置的鏡頭之間的距離資訊建立三維人型範本,其中,所述三維人型範本儲存了三維人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述之廢棄物清運監控系統,其中,該系統還包括:警示模組,用於當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的指示燈亮起。
- 如申請專利範圍第2項所述之廢棄物清運監控系統,其中,所述警示模組還用於當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的蜂鳴器報警。
- 如申請專利範圍第1項所述之廢棄物清運監控系統,其中,所述人型偵測模組在獲取的場景影像中偵測三維人型影像包括:將場景影像中各點到鏡頭的的距離轉換為圖元值儲存至該場景影像的特徵矩陣中,將該場景影像的特徵矩陣中各點的圖元值分別與各種類型的三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍進行比對; 若該場景影像中存在某一區域滿足一預設數目的特徵點的圖元值落入三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍,則判斷該獲取的場景影像中有三維人型影像。
- 一種廢棄物清運監控方法,該方法包括如下步驟:影像獲取步驟,當廢棄物清運車輛開始廢棄物壓縮作業時,獲取該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的攝像裝置攝取的場景影像;人型偵測步驟,在獲取的場景影像中偵測三維人型影像;電源控制步驟,當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛的保險裝置自動切斷廢棄物壓縮作業的電源;及三維範本建立步驟,根據該廢棄物清運車輛的儲存器儲存的三維人型影像中各點與攝像裝置的鏡頭之間的距離資訊建立三維人型範本,其中,所述三維人型範本儲存了三維人體輪廓上各特徵點的圖元值的容許範圍。
- 如申請專利範圍第5項所述之廢棄物清運監控方法,其中,該方法還包括:警示步驟一,當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的指示燈亮起。
- 如申請專利範圍第6項所述之廢棄物清運監控方法,其中,該方法還包括警示步驟二:當在獲取的場景影像中偵測到三維人型影像時,控制該廢棄物清運車輛後方車箱上安裝的蜂鳴器報警。
- 如申請專利範圍第5項所述之廢棄物清運監控方法,其中,所述人型偵測步驟包括:將場景影像中各點到鏡頭的的距離轉換為圖元值儲存至該場景影像的特徵矩陣中,將該場景影像的特徵矩陣中各點的圖元值分別與各種類型的 三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍進行比對;若該場景影像中存在某一區域滿足一預設數目的特徵點的圖元值落入三維人型範本中相應特徵點的圖元值的容許範圍,則判斷該獲取的場景影像中有三維人型影像。
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