基于图像识别的安全帽佩戴预警方法和系统与流程

1.本发明涉及远程遥控技术领域，更特别地，涉及一种基于图像识别的安全帽佩戴预警方法和系统。


背景技术：

2.安全管理一直是建筑领域的重中之重，安全帽作为重要的防护装备在保护施工人员生命安全中发挥重要作用。施工过程中，作业人员往往因各种原因未按照规定佩戴安全帽，由于缺乏实时的识别及预警手段，事故发生时容易造成伤亡。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于针对现有技术中作业人员未佩戴安全帽不能实时发现及预警的问题，提供一种基于图像识别的安全帽佩戴预警系统来实现安全帽识别，发现未佩戴安全帽时自动生成预警信号，通过语音设备自动预警，提醒施工人员按照规定佩戴安全帽。
4.为实现上述目的，本发明提供一种基于图像识别的安全帽佩戴预警方法，包括以下步骤：
5.步骤s1、实时获取来自监控摄像头的视频流，提取所述视频流中的视频帧；
6.步骤s2、对所述视频帧通过进行过滤；
7.步骤s3、识别过滤后的所述视频帧中是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产生预警信号。
8.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法中，还包括：
9.步骤s4、由所述预警信号发送至远程管理模块，所述远程管理模块控制语音设备发出预警声音。
10.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法中，还包括：
11.步骤s5：将抓拍到的未佩戴安全帽的图片上传至所述远程管理模块。
12.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法中，在所述步骤s1之前，还包括：
13.获取视频流，创建算法素材库；
14.基于所述算法素材库，训练安全帽识别算法。
15.本发明还提供一种基于图像识别的安全帽佩戴预警系统，包括多个监控摄像头和集成在每个监控摄像头中的预警模块，其中，每个监控摄像头用于获取现场视频流；每个预警模块包括：
16.提取单元，用于实时获取来自所述监控摄像头的所述视频流，提取所述视频流中的视频帧；
17.处理单元，用于对所述视频帧通过进行过滤；
18.识别单元，用于识别过滤后的所述视频帧中是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产
生预警信号。
19.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统中，还包括远程管理模块，所述远程管理模块与所述监控摄像头通信连接，所述预警模块还包括上传单元，用于将抓拍到的未佩戴安全帽的图片和所述预警信号上传至所述远程管理模块。
20.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统中，还包括语音设备和控制模块，所述语音设备与所述控制模块电连接，所述远程管理模块与所述控制模块通信连接，所述远程管理模块根据所述预警信号控制所述语音设备发出预警声音。
21.在本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统中，所述远程管理模块包括蜂鸣器和提示灯，用于在收到所述预警信号时，发出提示。
22.本发明的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法和系统，具有以下有益效果：本发明通过在作业区域设置摄像机，摄像机与远程管理模块相连接，摄像机自动识别当前作业人员安全帽佩戴情况，当识别到未佩戴安全帽行为时，向远程管理模块发出信号，远程管理人员得到提示，摄像机将抓取到的人员图像信息传输至远程管理模块，远程管理模块处理后发送预警信息给控制模块，控制模块连接对应语音设备，直接播放预警语音。由此可为自动实现安全帽的佩戴识别与预警，及时提醒作业人员佩戴安全帽，有效减少安全事故发生概率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
24.图1所示为本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法的流程图；
25.图2所示为本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统的原理图。
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
28.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
29.图1所示为本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法的流程图。如图1所示，本发明提提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警方法包括以下步骤：
30.步骤s1、实时获取来自监控摄像头的视频流，提取所述视频流中的视频帧；
31.具体地，在本发明一实施例中，实时从布置在现场的监控摄像头中获取rtsp格式视频流，提取视频中的视频帧作为安全帽识别输入数据。
32.步骤s2、对所述视频帧通过进行过滤；
33.具体地，在本发明一实施例中，将获取到视频帧通过人体识别算法进行过滤，筛选出具有人体图样的视频帧。其中，通过人体识别算法提取具有人体图样的视频帧可以采用本领域技术人员已知的方法，本发明在此并不限定。
34.步骤s3、识别过滤后的所述视频帧中是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产生预警信号；
35.具体地，在本发明一实施例中，将视频帧作为输入数据，调用安全帽识别算法，识别是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产生预警信号。
36.步骤s4、由所述预警信号发送至远程管理模块，所述远程管理模块控制语音设备发出预警声音。
37.具体地，在本发明一实施例中，远程管理模块在收到预警信号后，发送预警信息给施工现场的控制模块，控制模块连接对应语音设备，直接播放预警语音。由此可为自动实现安全帽的佩戴识别与预警，及时提醒作业人员佩戴安全帽，有效减少安全事故发生概率。
38.步骤s5：将抓拍到的未佩戴安全帽的图片上传至所述远程管理模块。
39.具体地，在本发明一实施例中，在现场识别出有未佩戴安全帽的情形后，将现场抓拍的未佩戴安全帽的图片上传至远程管理模块，由此，可以方便管理人员在后台就可以及时了解和监控现场情况，无需去现场核实，有利于提供工作效率。
40.进一步地，为了提高安全帽的识别效率和准确度，在所述步骤s1之前，还包括利用现场素材，训练安全帽识别算法的步骤，具体包括：
41.获取视频流，创建算法素材库；
42.具体地，在该步骤中，首先，获取监控设备的rtsp地址，设置通道及码流类型；然后，通过rtsp地址，读取摄像头视频流并解析视频帧；最后，调用人体识别算法，筛选保存具有人体图像的帧图片，保存至算法素材库中。
43.基于所述算法素材库，训练安全帽识别算法。
44.具体地，在该步骤中，首先，利用筛选后的视频帧图片进行安全帽位置框选处理，分为白色安全帽、红色安全帽、蓝色安全帽三种标签，保存为xml格式文件，该文件主要作用在于记录安全帽在图片的中具体位置；然后，将生成的标签文件导入机器算法平台进行学习训练，形成基于图片识别安全帽算法，算法可反复训练，提高识别率。
45.图2所示为本发明提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统的原理图。如图2所示，本发明提提供的基于图像识别的安全帽佩戴预警系统包括监控摄像头10、控制模块20、语音设备30和远程管理模块40，监控摄像头10、控制模块20和语音设备30布置在施工现场，远程管理模块40布置在后方管理控制室。所述远程管理模块与所述监控摄像头通信连接，所述语音设备与所述控制模块电连接，所述远程管理模块与所述控制模块通信连接。
46.具体地，在本发明一实施例中，所述监控摄像头用于获取现场视频流，每个监控摄像头上都集成有预警模块，每个预警模块包括：
47.提取单元，用于实时获取来自所述监控摄像头的所述视频流，提取所述视频流中的视频帧；
48.具体地，在本发明一实施例中，提取单元实时从布置在现场的监控摄像头中获取rtsp格式视频流，提取视频中的视频帧作为安全帽识别输入数据。
49.处理单元，用于对所述视频帧通过进行过滤；
50.具体地，在本发明一实施例中，处理单元将获取到视频帧通过人体识别算法进行过滤，筛选出具有人体图样的视频帧。其中，通过人体识别算法提取具有人体图样的视频帧可以采用本领域技术人员已知的方法，本发明在此并不限定。
51.识别单元，用于识别过滤后的所述视频帧中是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产生预警信号；
52.具体地，在本发明一实施例中，识别单元将视频帧作为输入数据，调用安全帽识别算法，识别是否佩戴安全帽，如果没有佩戴，则产生预警信号。
53.上传单元，用于将抓拍到的未佩戴安全帽的图片和所述预警信号上传至所述远程管理模块。
54.具体地，在本发明一实施例中，在现场识别出有未佩戴安全帽的情形后，将现场抓拍的未佩戴安全帽的图片和预警信号上传至远程管理模块，由此，可以方便管理人员在后台就可以及时了解和监控现场情况，无需去现场核实，有利于提供工作效率。
55.具体地，在本发明一实施例中，远程管理模块在收到预警信号后，发送预警信息给施工现场的控制模块，控制模块连接对应语音设备，直接播放预警语音。本发明远程管理模块自动记录识别预警信号，并发出预警信号给控制模块，控制模块控制语音设备发出语音预警，实现对安全帽佩戴情况的自动监控、预警，减轻管理人员工作量，降低作业人员安全事故发生风险
56.进一步地，所述远程管理模块包括蜂鸣器和提示灯，用于在收到所述预警信号时，发出提示。蜂鸣器与提示灯均与外界电源电性连接，且蜂鸣器与提示灯通过视频设备发出的未佩戴安全帽信号进行控制。本发明通过设置蜂鸣器与提示灯，当有人未佩戴安全帽时，蜂鸣器响起、提示灯亮起，以此提示管理人员。
57.本发明通过在作业区域设置摄像机，摄像机与远程管理模块相连接，摄像机自动识别当前作业人员安全帽佩戴情况，当识别到未佩戴安全帽行为时，向远程管理模块发出信号，远程管理人员得到提示，摄像机将抓取到的人员图像信息传输至远程管理模块，远程管理模块处理后发送预警信息给控制模块，控制模块连接对应语音设备，直接播放预警语音。由此可为自动实现安全帽的佩戴识别与预警，及时提醒作业人员佩戴安全帽，有效减少安全事故发生概率。
58.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
59.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身
都作为本发明的单独实施例。
60.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。