行为感知方法、装置及设备

本申请属于施工技术领域，尤其涉及行为感知方法、装置及设备。

背景技术：

在建筑工程的施工过程中，工人通常需要按照预先制定的操作规则进行施工操作。然而，由于监督不到位等原因，可能会出现未能按照所制定的施工规则进行施工操作，由此可能会产生施工过程的安全事故，包括如财产损失或者人身伤害损失等，影响工程的施工进度。

为了提高工人的施工操作的规范性，在工人施工过程中，需要对工人的行为进行监测。比如，可以通过施工场景所设置的摄像头对工人的行为进行感知，以减少非规范行为的发生。然而，由于监控图像的局限性，目前的工人行为感知方式不能全面的感知工人的行为，不利于获取精确的行为感知数据。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种行为感知方法、装置及设备，以解决现有技术中对工人行为进行感知时，由于监控图像的局限性，不利于全面的感知工人的行为，不利于获取精确的行为感知数据的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种行为感知方法，所述方法包括：

获取由设置在安全帽上的图像传感设备所采集图像数据，以及由设置在安全帽上的惯性传感器所采集位移数据；

根据所采集的图像数据生成佩戴者的骨骼姿态，以及佩戴者周围的三维场景图像；

根据所述位移数据，确定所述佩戴者的轨迹数据；

根据所述骨骼姿态、三维场景图像和所述轨迹数据，感知所述佩戴者行为。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述图像传感设备包括第一摄像头和第二摄像头，获取由设置在安全帽上的图像传感设备所采集的图像数据，包括：

获取由设置在安全帽上的第一摄像头所采集的佩戴者的第一人称视觉图像；

获取由设置在安全帽上的第二摄像头所采集的佩戴者的第三人称视觉图像。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，根据所采集的图像数据生成佩戴者的骨骼姿态，包括：

根据所述第二摄像头所获取的佩戴者的第三人称视觉图像，对佩戴者的骨骼关键点进行识别；

根据所识别的佩戴者的骨骼关键点信息，确定所述佩戴者的骨骼姿态。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据所采集的图像数据生成佩戴者周围的三维场景图像，包括：

根据所述第一摄像头所获取的佩戴者的第一人称视觉图像，通过同步定位与建图方法，获取所述佩戴者周围的三维场景图像。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，根据所述位移数据，确定所述佩戴者的轨迹数据，包括：

根据所述惯性传感器采集的位移数据生成所述佩戴的轨迹数据；

根据所述第一摄像头所采集的第一人称视觉图像在所述三维全景图像中的位置，对所述轨迹数据进行修正。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，在根据所述骨骼姿态、三维场景图像和所述轨迹数据，感知所述佩戴者行为之后，所述方法还包括：

当检测到佩戴者行为出现异常时，将所感知的佩戴者行为输入预先设定的行为分析网络模型，获得所感知行为的分析结果。

本申请实施例的第二方面提供了一种行为感知装置，所述装置包括：

数据采集单元，用于获取由设置在安全帽上的图像传感设备所采集图像数据，以及由设置在安全帽上的惯性传感器所采集位移数据；

图像数据处理单元，用于根据所采集的图像数据生成佩戴者的骨骼姿态，以及佩戴者周围的三维场景图像；

轨迹数据生成单元，用于根据所述位移数据，确定所述佩戴者的轨迹数据；

行为感知单元，用于根据所述骨骼姿态、三维场景图像和所述轨迹数据，感知所述佩戴者行为。

本申请实施例的第三方面提供了一种行为感知安全帽，所述安全帽包括用于采集佩戴者第一人称视觉图像的第一摄像头、用于采集佩戴者第三人称视觉图像的第二摄像头，用于采集佩戴者的位移数据的惯性传感器，用于将所述第一摄像头、第二摄像头和惯性传感器所采集的数据发送至服务器，以使得服务器根据所采集的数据进行行为感知分析的通讯模块。

本申请实施例的第四方面提供了一种行为感知设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过设置在安全帽上的图像传感设备采集图像数据，以及通过设置在安全帽上的惯性传感器采集位移数据，根据所采集的图像数据确定安全帽的佩戴者的骨骼姿态，以及佩戴者的三维场景图像，根据所采集的位移数据确定佩戴者的轨迹数据，通过所获取的三维场景图像、轨迹数据和骨骼姿态，从而可以更为准确有效的感知佩戴者行为，有利于得到更为精确的行为感知数据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种安全帽的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种行为感知方法的实现流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种行为感知装置的示意图；

图4是本申请实施例提供的行为感知设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在工人施工过程中，对工人的行为进行感知具有积极作用。比如，可以通过行为感知分析工人的工作习惯，对错误行为和高危行为进行客观记录，从而可以进行有针对性的技能教育和培训。或者，根据工人的行为进行感知，可以对工人的工作量进行客观的量化评估，为生产绩效评估提供有效的计算依据。或者，根据施工环境进行实时感知，可以对施工进度进行实时追踪。或者，通过影像记录施工过程，可以通过行为感知数据确定事故原因，有助于责任划分和界定。

然而，目前的行为感知方法中，一般通过施工现场的摄像头采集图像的方式完成。由于摄像头所采集的图像会出现监测死角，不利于全面有效的对工人完成行为感知，不利于获取精确的行为感知数据。

为了克服上述问题，本申请实施例提出了一种用于行为感知的安全帽，如图1所示为本申请实施例提出的一种安全帽的结构示意图。在普通的安全帽的基础上，本申请所述的安全帽还包括图像传感设备101和惯性传感器102。其中，所述图像传感设备101和惯性传感器102可以设置在安全帽的边沿。比如，在可能的实现方式中，图像传感设备101可以包括第一摄像头和第二摄像头，其中，第一摄像头可用于采集佩戴者的第一人称视觉图像，第二摄像头可以采集佩戴者的第三人称视觉图像。第一摄像头和第二摄像头可以为广角摄像头，比如可以为鱼眼摄像头。第一摄像头可以安装在安全帽前边沿且采集方向为朝前下方向，第二摄像头可以安装在安全帽边沿且朝前方的方向。所述惯性传感器可以安装在安全帽的后边沿或其它位置，可用于检测佩戴者的移动速度、加速度、移动方向等数据，从而可根据所检测的移动信息，确定佩戴者的轨迹数据。

所述安全帽还包括通信模块，可用于将所采集的数据发送至服务器，使得服务器可以根据所采集的数据进行分析处理，确定佩戴的骨骼姿态、佩戴者周围的三维场景图像和佩戴者的移动轨迹等，根据所确定的数据感知佩戴者行为。

图2为本申请实施例提供的一种行为感知方法的实现流程示意图，如图2所示，该方法包括：

在s201中，获取由设置在安全帽上的图像传感设备所采集图像数据，以及由设置在安全帽上的惯性传感器所采集位移数据。

本申请实施例中的图像传感设备可以为摄像头。所述图像传感设备包括的摄像头数量可以为一个或者多个。通过设置较多数量的摄像头，可以更为全面的获得佩戴者的行为数据，以及佩戴者周围的三维场景数据。其中，佩戴者的行为数据，可以通过佩戴者的骨骼姿态表示。

在可能的实现方式中，可以广视角的摄像头进行图像数据的采集。比如，所述摄像头可以为鱼眼摄像头。可以设定两个摄像头，包括第一摄像头和第二摄像头，进行图像数据采集。其中，第一摄像头可以采集安全帽的佩戴者的第一人称视觉图像，可用于获取佩戴者的姿态数据，如骨骼姿态等。第二摄像头可以采集安全帽的佩戴者的第三人称视觉图像，可用于获取佩戴者周围的三维场景图像。

所述惯性传感器可以为九轴传感器，可获用于取佩戴者的空间加速度、空间角速度、空间磁场强度等数据。通过惯性传感器所采集的数据，可便于计算佩戴者的移动数据，从而根据移动数据确定佩戴者的轨迹信息。

在本申请实施例中，为了有效的对佩戴者进行行为感知，还可通过佩戴状态感知模块感知用户是否处于佩戴状态。当安全帽处于佩戴状态时，则开始对图像数据和位移数据的采集。

在可能的实现方式中，可以设定安全帽与工人的对应关系。根据预先设定的排班施工表，当安全帽对应的工人处于工作时段时，如果检测到该安全帽未处于佩戴状态，则可发送相应的提示信息。比如，可以向安全帽对应的工人发送提醒信息，或者向工程管理人员发送提示信息。

在可能的实现方式中，还可以根据安全帽所设置的摄像头采集包括佩戴者面部信息的图像，通过面部识别，判断当前的佩戴者是否为安全帽对应的工人，如果不是，则可生成佩戴出错的提示信息。或者，在可能的实现方式中，可以根据所检测到的当前的佩戴者，自动记录佩戴者相关的数据，对所识别的佩戴者进行行为感知的记录。

在s202中，根据所采集的图像数据生成佩戴者的骨骼姿态，以及佩戴者周围的三维场景图像。

在本申请实施例中，可以通过图像传感设备中的第二摄像头采集佩戴者的第三人称视觉图像，并根据第三人称视觉图像中包括的手臂、足部图像，确定佩戴者手部和足部的骨骼关节点位置。

在识别手部或足部的骨骼节点位置时，可以根据预先设定的手部和足部的骨骼节点位置的特征信息进行匹配，确定第三人称视觉图像中所包括的手部和足部图像中，所包括的骨骼节点，或者骨骼关键点的位置。

根据所确定的骨骼节点的位置，可以任一时刻的佩戴者的骨骼姿态。根据连续获取的骨骼姿态，即可对佩戴者的行为动作进行有效的识别。

所述第三人称视觉图像，可以为观察佩戴者视角的图像，即在第三人称视觉图像中包括佩戴者的图像。

可以通过第一摄像头采集佩戴者周围场景的第一人称视觉图像，通过第一人称视觉图像，结合同步定位与建图方法，生成佩戴者周围的三维场景图像。其中，所述第一人称视觉图像，可以为佩戴者视角的图像，即佩戴者第一人称视角的图像。

其中，用于获取第一人称视觉图像的第一摄像头，可以设置在安全帽前沿，且对准安全帽的前方或前下方的方向。通过获取第一人称视觉图像的第一摄像头，可以获取佩戴者当前的方位信息，以及佩戴者当前的移动信息。

在s203中，根据所述位移数据，确定所述佩戴者的轨迹数据。

在确定佩戴者的轨迹数据时，可以通过初步轨迹生成和轨迹校正的方式完成。

其中，初步轨迹生成可以通过安全帽所设置的惯性传感器，获取佩戴者的移动信息，包括移动距离和移动方向。根据所确定的移动距离和移动方向，初步生成佩戴者的轨迹数据。

在生成初步轨迹后，根据第一摄像头所获取的第一人称视觉图像完成同步定位与建图后，根据同步定位与建图所得到的三维场景图像，结合安全帽在当前所采集的第一人称视觉图像，通过图像匹配定位，可以准确的获取佩戴者在三维场景图像中的位置，从而能够更为准确的对佩戴者进行定位，有利于提高佩戴者的轨迹信息的精度。

在可能的实现方式中，也可以根据位移距离和位移方向，直接生成佩戴者的轨迹数据。

在s204中，根据所述骨骼姿态、三维场景图像和所述轨迹数据，感知所述佩戴者行为。

根据所确定的佩戴者的骨骼姿态，可以获取用户的行为动作信息。根据所获取的行为动作信息，可以客观的记录佩戴者的工作习惯。当记录的工作习惯与标准的工作习惯进行比较时，可以发现佩戴者的工作习惯是否标准。如果发现佩戴者的工作习惯与标准的工作习惯存在差异大于预测的差异阈值时，则可对佩戴该安全帽的工人进行技能教育或培训。

或者，根据所确定的佩戴者的骨骼姿态的变化信息和轨迹数据，包括如骨骼姿态和轨迹数据对应的动作的持续时长，或者动作的持续频率等信息，确定佩戴安全帽的工人的工作量的量化数据。根据所记录的量化数据，更为客观准确的为工人进行绩效评估计算。

或者，根据所生成的三维场景图像，可以实时感知佩戴者所执行的施工任务的进展，便于对施工进度进行实时追踪。

另外，本申请还可以将第二摄像头所记录的图像，或者第二摄像头所记录的图像对应的骨骼姿态，用于事故分析。通过第二摄像头所记录的图像，或者结合所确定骨骼姿态，分析事故出现的原因，便于对事故进行责任划分和界定。

在本申请实施例中，根据所采集的第三人称视觉图像确定佩戴者的骨骼姿态时，可以通过行为分析网络模型来完成。比如，可以通过预先设定的不同骨骼姿态的、第三人称视觉图像的样本数据，对行为分析网络模型进行训练。根据训练后的行为分析网络模型，对新采集的第三人称视觉图像进行骨骼姿态的识别。

为了提高骨骼姿态的识别效率，可以在出现事故，或者在执行预定任务时触发该行为分析网络模型进行识别，从而降低系统计算量，提高系统运行效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图3为本申请实施例提供的一种行为感知装置的示意图，如图3所示，该装置包括：

数据采集单元301，用于获取由设置在安全帽上的图像传感设备所采集图像数据，以及由设置在安全帽上的惯性传感器所采集位移数据；

图像数据处理单元302，用于根据所采集的图像数据生成佩戴者的骨骼姿态，以及佩戴者周围的三维场景图像；

轨迹数据生成单元303，用于根据所述位移数据，确定所述佩戴者的轨迹数据；

行为感知单元304，用于根据所述骨骼姿态、三维场景图像和所述轨迹数据，感知所述佩戴者行为。

图3所示的行为感知装置，与图2所示的行为感知方法对应。

图4是本申请一实施例提供的行为感知设备的示意图。如图4所示，该实施例的行为感知设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42，例如行为感知程序。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个行为感知方法实施例中的步骤。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述行为感知设备4中的执行过程。

所述行为感知设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是行为感知设备4的示例，并不构成对行为感知设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述行为感知设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器41可以是所述行为感知设备4的内部存储单元，例如行为感知设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述行为感知设备4的外部存储设备，例如所述行为感知设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述行为感知设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述行为感知设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。