一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统及其识别方法与流程

本发明属于安全带佩戴识别领域，具体涉及一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统，更具体涉及一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统及其识别方法。

背景技术：

1、货车进行高空装货时，人员通常需要佩戴安全带以保证自身安全，佩戴安全带能够为工作人员提供安全支撑：货车高空装货过程中，能够对工作人员提供额外的支撑和保护，确保工作人员在高空工作时保持稳固和平衡，降低失去平衡或摔倒的风险，提高工作效率，同时，也能够降低工作人员装货时坠落的风险。

2、传统状态下，当人员进入装货区域时，通常只有佩戴安全带这一步骤，无法根据人员数量自动解锁对应数量的安全带，当存在人员不戴、漏戴安全带或安全带掉落的问题时，由于各项指标监测不到位，也无法及时向装货人员给发出提示警报以及提醒邮件或短信，无法保障装货人员的安全，因此提出一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统及其识别方法。

技术实现思路

1、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，本发明提出一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统及其识别方法，使得能够保障工作人员进行高空装货时的安全问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统，包括ai人像采集模块、数据处理模块、安全带检测模块和报警模块，所述ai人像采集模块、数据处理模块、安全带检测模块和报警模块依此通信连接；

4、所述ai人像采集模块：用于人脸采集，在装货区域入口处预装摄像装置，通过摄像装置对进入装货区域的人员进行拍摄，并将拍摄的图像传输到数据处理模块；

5、所述数据处理模块：用于对采集到的人像进行预处理，包括图像清洗、裁剪、尺寸统一等，以确保图像质量和一致性，将处理后的人脸图像进行特征提取，并将提取到的人脸特征与已有的数据进行对比判定，确定人员信息数量；

6、所述安全带检测模块：用于检测和记录安全带的佩戴情况，根据人员数量，通过自动化plc控制解锁五点安全带并打开警示灯，再通过压力传感器检测人员是否规范佩戴安全带，且装货区域预装有摄像装置，通过对装货区域的视频进行检测，检测人员是否规范佩戴五点安全带，起到双重保险的作用；

7、所述报警模块：用于对未规范佩戴五点安全带的人员进行警示，当人员未规范佩戴安全带时，警示灯常亮，且触发警报器，同时将发送邮件或者短信到用户端，提醒相关人员及时佩戴安全带，保障安全。

8、进一步的，所述ai人像采集模块，通过高精度摄像装置对人员的脸部进行图像采集，当光线不充足时，摄像装置会自动触发补光功能进行摄像，便于拍摄到清晰且准确的人像；

9、摄像装置将提供正确的姿势以及表情指导，指导人员摆出标准的人像姿势、表情以及与摄像装置之间的距离，确保人脸图像能够被完整地捕捉，当人员姿势调整规范后，摄像装置将对人员进行脸部拍摄，并将拍摄到的人脸图像传输至数据处理模块进行处理。

10、通过人像采集将对人员的人脸图像进行拍摄，通过自动拍摄的图像可方便后续分析人员的身份信息以及人员数量，便于后续模块的开展。

11、进一步的，所述数据处理模块，将采集的人脸图像进行特征提取，将人脸图像转化为深灰度图像，通过主成分分析(pca)降维的方法将人脸图像的像素数据转化为特征向量，通过特征向量进行特征对比，用余弦相似度法来比较两个特征向量之间的相似度，再根据设定的阈值d来判断人脸的相似度以确定人员身份信息，其具体的算法为：

12、c＝(a·b)/(||a||*||b||)

13、d>c

14、其中，a表示所采集到的人员的特征向量，b表示人员自身的特征向量，||a||表示向量a的模长，||b||表示向量b的模长，c表示所得到的余弦相似度数值，当余弦相似度数值c大于等于设定的相似度阈值d时，则判定人脸信息匹配；

15、将识别到的人脸特征与对应的身份信息进行关联，并统计进入装货区域的人员数量。

16、通过数据处理，将采集到的人像进行优化，再进行人员图像分析处理，将处理的信息与人员身份信息相关联，记录人员数量，并将人员信息传输到安全带检测模块，

17、进一步的，所述安全带检测模块，根据统计的人员数量，使用plc作为控制核心，自动打开与人员数量相匹配的五点安全带和警示灯，通过设置两组压力传感器来判断人员是否规范佩戴安全带，具体实施方式如下：

18、挂钩与安全绳之间设置压力传感器a，安全绳与五点安全带之间安装有压力传感器b，通过不定时检测压力传感器的输出值，实时监测人员佩戴五点安全带时的压力变化情况，并根据压力传感器输出的数值与人员正常佩戴五点安全带的基准值进行比较，判断人员是否规范佩戴五点安全带，当检测到的压力值接近或超过基准值时，则判断为规范佩戴，当检测到的压力值低于基准值或接近0时，则判断为不规范佩戴。

19、通过设置两组压力传感器，实时检测压力传感器的数值，通过数据对比能够保障挂钩与安全绳，安全绳与安全带之间连接稳定，保障人员安全，当安全带意外脱离时，也能够及时检测到脱离点。

20、进一步的，所述安全带检测模块安装有摄像装置，对佩戴好安全带人员的进行不定时拍摄，采集人员图片，通过规范佩戴安全带的数据样本得到人员和安全带的边界框位置，针对安全带的边界框位置，计算其与安全带规定佩戴的范围的重叠程度，得到安全带是否在规定范围内的概率值，如果概率值高于预先设定的阈值p，即可判断安全带在规定范围内，否则判断不在规定范围内，具体计算方式如下：

21、

22、其中r为安全带边界框和规定范围边界框的交集面积，t为安全带边界框和规定范围边界框的并集面积，通过计算iou值，可以得到一个范围在0到1之间的值，表示安全带边界框与规定范围的重叠程度，当iou>p，即可认为安全带在规定范围内。

23、装货区域安装有摄像装置，能够实时采集装货人员的图片，通过计算图片中安全带的位置判断人员是否规范佩戴安全带，起到双重保障。

24、进一步的，所述报警模块，当人员未规范佩戴安全带时，警报器将持续发出高音量的报警声音，且警示灯也将持续闪烁，通过声音警报与视觉警报的方式进行提醒，同时将提醒的信息或者邮件传输至用户端，对相关人员进行提醒。

25、安全带检测模块的信息将传输至报警模块，通过报警模块警示人员规范佩戴安全带。

26、进一步的，所述报警模块，设定打开的五点安全带的数量为n，佩戴安全带人员的数量为m，当m＝n时，则表示所有安全带均被规范佩戴，则不会触发报警，当m>n时，则会触发报警。

27、当人员数量与安全带使用的数量不匹配时，警报器会将持续发出警报，使得人员之间能够相互监督。

28、一种用于货车装货区域人员安全带佩戴识别方法，该货车装货区域人员安全带佩戴识别方法包括如下步骤：

29、通过对进入装货区域的人员进行ai图像采集，得到人员的人脸图像；

30、通过对采集到的图像进行数据处理，得到进入装货区域的人员数量以及人员身份信息；

31、通过人员数量进行安全带检测，根据人员数量打开相应数量的安全带以及警示灯，根据压力传感器以及装货区域的视频图像检测人员是否规范佩戴安全带；

32、通过对未规范佩戴安全带的人员进行报警提醒，当人员未规范佩戴安全带时，警示灯持续闪烁，警报器持续报警，提醒人员规范佩戴安全带；

33、通过短信或邮件对人员进行提醒，将信息或邮件传输至用户端，使得用户端能够及时接收到有效的报警信息，及时规范佩戴安全带。

34、总体方法流程的数据将传输至用户端，用户端将传输至云端，方便人员及时调取查看。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、本发明设置的用于货车装货区域人员安全带佩戴识别系统，能够自动采集人像图片，将图片进行处理，分析人员数量以及身份信息，根据人员数量解锁相同数量的安全带，通过压力传感器实时检测数据，判断安全带是否正常佩戴，且装货区域设置有摄像装置，对装货人员进行拍摄，检测安全带位置，安全带未规范佩戴时将触发警报，通过警报器和警示灯对人员进行提醒，且将提示信息或邮件发送至用户端提醒相关人员，整体自动化流程管理，时刻监督人员是否规范佩戴安全带，对人员安全起到充分的保障效果；

37、通过设置ai人像采集模块，能够将对入装货区域的人员进行精准的人脸图像采集，采集后的图像经过处理后计算出人数，并与相关人员的身份信息自动关联，便于后续将安全带和警示灯自动打开，节省工作时间，提高工作效率；

38、通过安全带检测模块，能够实现实时检测人员是否规范佩戴安全带，挂钩与安全绳之间设置有压力传感器a，安全绳与五点安全带之间设置有压力传感器b，压力传感器a能够检测挂钩与安全绳之间的压力，保障挂钩与安全绳稳定连接，压力传感器b能够检测安全绳与安全带之间的压力，保障安全带与安全绳之间稳定连接，当两组压力传感器数值异常时，能够及时被监测到，使得人员的安全能够得到保障；

39、安全带检测模块设置有摄像装置，通过对摄像装置所采集的人员工作时的图片进行检测，检测安全带是否佩戴在规定范围内，且摄像装置持续拍照检测，能够对装货人员起到双重保障，减少因未规范佩戴安全带而造成的安全隐患；

40、通过报警模块，能够对未规范佩戴安全带的人员进行提醒，当人员未按照规范佩戴安全带或者安全带脱落时，通过安全带检测模块发出的信息将传输到报警模块，报警模块将通过警报器持续提醒人员佩戴安全带，且当安全带数量与佩戴安全带的人员数量不匹配时，警报器压降持续报警，报警模块也将发送邮件或短信到相关人员，使得相关人员能够及时检查安全带佩戴的情况；

41、人员的相关装货信息都将传输到用户端，用户端将信息传输到云端，使得人员工作时的信息能够被记录，也方便人员随时查询，并能通过相关信息，对安全设施进行及时检测调整，不仅规范了人员佩戴安全带的情况，也能使得整个系统更加智能化和先进化，减少人工干预的时间和精力。