基于数据分析的智能安全帽调节控制方法和系统与流程

1.本发明涉及智能安全帽的电数字数据处理技术领域，具体涉及一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法和系统。


背景技术：

2.工人在施工场所工作时，为了确保安全，需要按规定佩戴安全帽和手套，如今随着物联网技术的发展，能够实现更多功能的智能安全帽逐渐占据市场。通常智能安全帽的主要功能包括通讯、安全监管、员工管理等，因此，智能安全帽一般设置有网络通信组件、语音组件、身份识别组件、影像采集组件、定位组件等。
3.目前，智能安全帽的语音组件多是简单的麦克风加耳机，考虑到施工现场存在大量会产生噪声的施工设备，其耳机多采用被动降噪或是现有的主动降噪模式，来降低噪声对工人的影响；但在实际使用时，现有的主动降噪模式调节是基于控制键、手势或是语音操控，无法适用于施工场所，例如环境声音嘈杂，语音操作准确率低，而工人佩戴的手套也影响了工人对按键的操作和手势识别的准确性。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法和系统，解决了现有智能安全帽无法智能调节耳机降噪等级的问题。
5.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：第一方面，一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法，该方法包括：s1、同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；所述第一位置为智能安全帽佩戴者在检测区域内的位置信息；s2、实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；所述第二位置为手部在环境影像中的位置；所述第三位置为施工设备在环境影像中的位置；s3、若在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置，则基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态；所述工作状态为开启或关闭；s4、基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级；所述耳机降噪等级包括关闭以及至少一个降噪开启等级。
6.进一步的，所述同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像，包括：通过智能安全帽的摄像组件采集佩戴者的前方影像作为环境影像；同时通过智能
安全帽的定位组件采集佩戴者的第一位置。
7.进一步的，所述实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置，包括：s201、在识别前，在各个施工设备的控制键上设置不同的设备标识符；所述设备标识符用于识别设备信息和控制信息；所述控制键包括开关键；s202、检测所述环境影像中的设备标识符，将设备标识符的识别框位置作为施工设备的第三位置；同时，基于手部关键点检测模型获取佩戴者手部的第二位置；所述第二位置为检测到的手部关键点构成的包围盒的位置。
8.进一步的，所述若在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置，则基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态，包括：s301、获取所述环境影像中的第二位置的数量；若第二位置的数量不为0，执行s302；否则，记为未检测到第二位置；s302、获取每个第二位置对应的手势及包围盒面积，将超过该佩戴者对应手势的面积阈值的包围盒作为该佩戴者手部的第二位置；s303、当第二位置和第三位置相交时，则根据设备标识符的控制信息更新工作状态。
9.进一步的，所述佩戴者对应的面积阈值的获取步骤包括：将佩戴者在手臂伸直状态且不同手势下采集的手部关键点构成的包围盒的面积作为该佩戴者对应手势的面积阈值；并与佩戴者信息进行关联，得到该佩戴者对应的不同手势的面积阈值。
10.进一步的，所述基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级，包括：s401、获取检测区域内所有工作状态为开启的施工设备在检测区域内的第四位置；s402、获取第一位置与第四位置的距离；s403、基于预设的距离-降噪等级映射函数得到每个距离对应的建议耳机降噪等级；s404、基于最大的建议耳机降噪等级对耳机降噪等级进行调节。
11.进一步的，所述设备标识符为二维码。
12.第二方面，提供了一种基于数据分析的智能安全帽调节控制系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
13.（三）有益效果本发明提供了一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法和系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：本发明先同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；并实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置时，基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态，基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备
的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级，实现了根据检测区域中施工设备的工作状态智能调节耳机降噪等级。
附图说明
14.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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例的流程图；图2为本发明实施例的步骤s2的流程图；图3为本发明实施例的步骤s3的流程图。
具体实施方式
16.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
17.本技术实施例通过提供一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法和系统，解决了现有智能安全帽无法智能调节耳机降噪等级的问题。
18.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。
19.实施例1：如图1所示，本发明提供了一种基于数据分析的智能安全帽调节控制方法，该方法包括：s1、同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；所述第一位置为智能安全帽佩戴者在检测区域内的位置信息；s2、实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；所述第二位置为手部在环境影像中的位置；所述第三位置为施工设备在环境影像中的位置；s3、若在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置，则基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态；所述工作状态为开启或关闭；s4、基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级；所述耳机降噪等级包括关闭以及至少一个降噪开启等级。
20.本实施例的有益效果为：本实施例先同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；并实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置时，基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态，基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设
备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级，实现了根据检测区域中施工设备的工作状态智能调节耳机降噪等级。
21.下面对本发明实施例的实现过程进行详细说明：本实施例的智能安全帽至少包括：安全帽本体、网络通信组件、身份识别组件、语音组件、影像采集组件、定位组件。
22.其中，网络通信组件用于实现互联网和局域网的通信；身份识别组件用于识别佩戴者的身份；语音组件用于通过麦克风采集佩戴者的语音并通过耳机播放其他音频数据；其中耳机具有降噪单元，能够减少佩戴者周围的环境噪音；影像采集组件用于通过设置在智能安全帽上的至少一个摄像头采集佩戴者周围的环境影像；定位组件用于获取佩戴者的定位信息。
23.因此，本实施例包括如下步骤：s1、同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像。
24.具体实施时，检测区域可设置为施工场地，一个检测区域内，通常有多个施工设备和多个佩戴智能安全帽的工人；通过智能安全帽的摄像组件采集佩戴者的前方影像作为环境影像；同时通过智能安全帽的定位组件采集佩戴者的第一位置。所述第一位置为智能安全帽的定位信息，并作为佩戴者在检测区域内的位置信息。
25.s2、实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置。
26.具体实施时，所述第二位置为手部在环境影像中的位置；所述第三位置为施工设备在环境影像中的位置。本实施例对检测方法不做设定，可采用任意能实现相应效果的方法即可，例如通过训练深度学习网络模型来识别环境影像中的第二位置和第三位置。但考虑到实际环境中施工设备的差异，如图2所示，下面给出一种方便可行的方式来实现以上效果：s201、在识别前，在各个施工设备的控制键上设置不同的设备标识符。
27.具体实施时，所述控制键包括开关键；所述设备标识符用于识别设备信息和控制信息，优选的，所述设备标识符为二维码。因此，可以先人工选择出噪声较大的施工设备，例如风机、电锯、电钻等，其上均有对应的控制键来实现设备的开关，因此，可以制作出关联设备信息和控制信息的二维码，以便后续快速识别环境影像中的施工设备；并可进一步将二维码固定在控制键上。
28.s202、检测所述环境影像中的设备标识符，将设备标识符的识别框位置作为施工设备的第三位置；同时，基于手部关键点检测模型获取佩戴者手部的第二位置。
29.具体实施时，在进行扫码时，即可得到二维码的识别框，并作为施工设备在环境影像中的位置。手部关键点检测模型可选择现有的模型实现，例如采用基于深度学习和opencv进行手部关键点检测模型，得到若干手部关键点，进而可将所述第二位置设置为检测到的手部关键点构成的包围盒的位置。
30.s3、若在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置，则基于第二
位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态。
31.具体实施时，所述工作状态为开启或关闭。
32.但在实际使用环境下，环境影像中的第二位置的数量存在差异，可能为0，也可能多个，并非所有情况都表示佩戴者与施工设备进行交互（即同时检测到第二位置和第三位置），所以需要针对不同情况来确定是否符合同时检测到第二位置和第三位置，如图3所示，下面仅给出一种可行的方法：s301、获取所述环境影像中的第二位置的数量；若第二位置的数量不为0，说明检测到手部，但需要确定是否为佩戴者的手部，因此执行s302；否则，说明没有检测到手部，记为未检测到第二位置。
33.s302、获取每个第二位置对应的手势及包围盒面积，将超过该佩戴者对应手势的面积阈值的包围盒作为该佩戴者手部的第二位置；具体实施时，考虑到佩戴者手部大小和施工设备的控制键差异，需要针对不同佩戴者设置不同手势的面积阈值，例如若控制键为旋钮结构，佩戴者交互时可能的手势就为两个手指合并的啮合手势，若控制键为按钮，佩戴者交互时可能的手势就可能为五指张开的按压手势或是一直伸出的按压手势，进而导致每种手势对应的包围盒大小差异较大，而不同佩戴者的手部大小也会存在差异，进而导致包围盒大小差异较大。
34.为了较为准确的获取到佩戴者的不同手势对应的包围盒大小，下面给出一种可行的实现方式：k1、佩戴者将手臂伸直；即距离影像采集组件最远的位置，面积也为最小；k2、做出不同的手势；k3、进行手势识别，得到对应的包围盒面积作为该手势的面积阈值；k4、将手势及其包围盒面积与佩戴者信息进行关联；k5、重复上述步骤，直至录入佩戴者的所有手势的面积阈值。
35.s303、当第二位置和第三位置相交时，表示佩戴者与施工设备进行交互，因此根据设备标识符的控制信息更新工作状态。例如，佩戴者的手部的包围盒与开机键的二维码识别框相交，则认为佩戴者进而了开机操作。
36.s4、基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级。
37.具体实施时，所述耳机降噪等级包括关闭以及至少一个降噪开启等级，例如关闭、弱降噪、强降噪。
38.本实施例中，对于面积较小的检测区域，可以设定当检测区域中存在工作状态为开启的施工设备时就开启降噪，但对于面积较大的检测区域，可采用如下步骤对智能安全帽的耳机降噪等级进行调节：s401、获取检测区域内所有工作状态为开启的施工设备在检测区域内的第四位置；具体实施时，可以将与该施工设备进行交互的佩戴者的第一位置作为交互的施工设备的第四位置；s402、获取第一位置与第四位置的距离；该距离可以是直线距离；s403、基于预设的距离-降噪等级映射函数得到每个距离对应的建议耳机降噪等级；
s404、基于最大的建议耳机降噪等级对耳机降噪等级进行调节。
39.具体实施时，距离-降噪等级映射函数为预先人为设定，需要根据可选的耳机降噪等级进行确定，距离与降噪等级负相关；例如可选的耳机降噪等级为关闭、弱降噪、强降噪，当距离大于100m时，则建议耳机降噪等级为关闭，当距离小于10m时，建议耳机降噪等级为强降噪。
40.实施例2本发明还提供了一种基于数据分析的智能安全帽调节控制系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：s1、同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；所述第一位置为智能安全帽佩戴者在检测区域内的位置信息；s2、实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；所述第二位置为手部在环境影像中的位置；所述第三位置为施工设备在环境影像中的位置；s3、若在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置，则基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态；所述工作状态为开启或关闭；s4、基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级；所述耳机降噪等级包括关闭以及至少一个降噪开启等级。
41.可理解的是，本发明实施例提供的基于数据分析的智能安全帽调节控制系统与上述基于数据分析的智能安全帽调节控制方法相对应，其有关内容的解释、举例、有益效果等部分可以参考基于数据分析的智能安全帽调节控制方法中的相应内容，此处不再赘述。
42.综上所述，与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
①
本发明先同步采集检测区域内各个智能安全帽佩戴者的第一位置以及佩戴者周围的环境影像；并实时检测每个所述环境影像中佩戴者手部的第二位置和施工设备的第三位置；在佩戴者对应的环境影像中同时检测到第二位置和第三位置时，基于第二位置和第三位置确定对应施工设备的工作状态，基于佩戴者的第一位置与检测区域内所有施工设备的工作状态调节对应佩戴者的智能安全帽的耳机降噪等级，实现了根据检测区域中施工设备的工作状态智能调节耳机降噪等级。
43.需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固
有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。