现场作业监控系统的制作方法

1.本发明涉及一种监控系统，尤其是涉及一种对现场作业人员的异常进行识别的现场作业监控系统。


背景技术：

2.在以往的现场作业的安全管理中，安全管理人员需要进入作业现场，才能获取作业现场的相关信息，安全管理效率低。随着通信技术的发展，通过在现场设置监控设备，即可实现远程实时观看现场作业状况，及时掌握作业人员和相关设施的动态情况，应急救援效率和风险管控能力明显得到提高。
3.然而，在大部分作业现场中，作业人员的行为动作复杂多变，即使在现场设置监控设备，远程的安全管理人员也难以准确判断现场人员是否真的异常或处于危险状态。例如，当人员卧倒、奔跑、剧烈运动时，仅通过图像视频无法判别这些行为是由于工作需要而作出的正常行为、还是意外或紧急情况下的异常状态，由此增加了安全管理的难度。而且，在将正常行为误判为异常的情况下，还会影响现场作业的效率。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的在于，提供一种现场作业监控系统，其能够更加准确地对现场作业人员的异常进行识别。
5.本发明涉及的现场作业监控系统，其包括：多个头盔和一处理单元，每个头盔上设置有摄像头和声音采集器；上述摄像头实时拍摄图像传送至处理单元，上述处理单元根据上述摄像头采集的图像信息，识别是否存在行为异常的人员，当识别到行为异常的人员时，上述处理单元控制开启该行为异常的人员的头盔上的声音采集器，根据该声音采集器采集的声音信息判断上述行为异常的人员是否处于异常状态。
6.根据此结构，在通过图像信息判断异常后，再通过声音信息进一步确认是否真实存在异常，这样根据双重信息、不同角度对进行异常判断，能够更加准确地对现场作业人员的异常进行识别。此外，在根据图像信息识别出行为异常人后，仅开启行为异常人的声音采集，与同时根据图像信息和声音信号进行判断相比，减少了信息传输量以及处理量，能够更快捷地进行异常识别，且能够降低作业现场环境以及其他正常行为人的干扰音，从而进一步减少信息传输量、减轻处理单元识别的负担。
7.进一步地，每个头盔设有不同的标识。由此，可通过识别标识而获得头盔相关的信息。
8.进一步地，上述标识环绕头盔一周设置。由此，能够从头盔的四周识别到标识。
9.进一步地，上述标识由颜色块组成，或由led灯带形成。
10.进一步地，当上述标识由led灯带形成时，通过设置不同颜色的led灯色组合、或者通过使led灯发出不同闪烁频率的光来形成不同标识。由此，能够容易地形成不同的标识，且能够对标识进行灵活设定和变更。
11.进一步地，上述摄像头在头盔上转动，采集头盔四周的图像信息。由此，摄像头能够跟随作业人员采集到周围人员的图像信息，且在复杂性的作业环境下，相比定点的摄像头，能够更加全面地掌握人员的安全状况，减少监控死角。
12.进一步地，上述处理单元包括图像识别模块、关联模块、声音识别模块和指示模块，上述图像识别模块根据上述图像信息中的人员动作判断是否存在行为异常的人员，根据上述图像信息中的头盔上的上述标识，获取上述标识对应的声音采集器信息；当上述图像识别模块判断为存在行为异常人员时，向上述关联模块发送行为异常人员对应的声音采集器信息；上述关联模块接收到来自图像识别模块的声音采集器信息，开启该声音采集器信息对应的声音采集器；上述声音识别模块识别声音采集器采集的声音信息中是否存在异常声音，当上述声音识别模块判断为存在异常声音时，向上述指示模块发送异常声音对应的声音采集器信息，上述指示模块根据异常声音对应的声音采集器信息关联对应的异常状态人员信息。由此，通过处理单元，能够实现是否存在人员处于异常状态的识别。
13.进一步地，上述关联模块接收到来自图像识别模块的声音采集器信息，在开启该声音采集器信息对应的声音采集器预定时间后，关闭上述声音采集器；当上述声音识别模块判断为存在异常声音时，向上述关联模块发送异常声音对应的声音采集器信息，上述关联模块接收到来自声音识别模块的声音采集器信息，则保持该声音采集器信息对应的声音采集器开启。由此，能够有针对性地对行为异常人员的声音进行采集和识别，减少干扰、噪音以及传输数据量，减轻处理单元识别的负担，提高识别效率。
14.进一步地，上述标识与上述处理单元通信连接，上述指示模块发出示警信息，控制上述标识中的led灯带进行特定的示警闪烁。由此，能够进一步使由led灯带形成的标识发挥示警的功能。
15.进一步地，上述现场作业监控系统还包括显示装置，当指示模块判断出处于异常状态的人员时，上述指示模块向上述显示装置发出示警信号，在上述显示装置上显示处于异常的人员的信息。由此，能够及时使后台获取和掌握异常人员信息。
16.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
17.图1为现场作业监控系统的结构示意图。
18.图2为现场作业监控系统中头盔1的示意图。
19.图3为处理单元5的结构图。
20.图4为数据库中的头盔信息表示意图。
具体实施方式
21.为了解决现有技术中收集到的图像信息不够准确、声音信息嘈杂难以分辨的问题，本发明首先通过实时现场图像采集对现场作业人员的行为进行识别，在发现可能存在异常后，再进一步对特定人员的声音进行收集和识别，从而能够更加准确且快速地判断现场人员的安全状况。
22.下面参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
23.请参阅图1和图2，本发明的现场作业监控系统包括多个头盔1、每个头盔上设有一
摄像头2和一声音采集器3，还包括一处理单元5和一显示装置6。每个作业人员佩戴指定的头盔1进入作业现场，处理单元5和显示装置6通常设置于安全管理后台。该处理单元5接收每个头盔1上的摄像头2拍摄的图像信息和声音采集器3采集的声音信息，进行现场人员异常的判断，该显示装置5显示摄像头2拍摄的现场实时图像，供安全管理人员随时查看。
24.具体地，头盔1为一般作业人员在作业现场佩戴的安全帽。如图2所示，每个头盔1上设有用来识别该头盔的标识101，即每个头盔1上的标识101都是不同的。在将头盔1与头盔上的设备信息(头盔信息)以及佩戴人员信息(人员信息)对应的情况下，通过识别标识101能够获取头盔信息和人员信息。形成该标识101的方式可以有很多种，比如在头盔表面刷不同的色块组合来形成，或者在头盔上设置led灯带，设置不同颜色的led灯色组合来作为特定标识，或者通过使led灯发出不同闪烁频率的光来形成不同的标识，或者将灯色组合和闪烁频率组合来形成不同的标识。进一步，该标识101可布满整个头盔外侧、或者是沿周向环绕于头盔外侧，以方便能够从各个方向拍摄到标识101。
25.摄像头2设置在头盔1上并可绕头盔1周向转动，实时地拍摄头盔四周环境的图像并传送给处理单元5。具体地，该摄像头2可设置在头盔1的顶部，通过旋转装置(未图示)，摄像头2朝向头盔1四周旋转，这样旋转360度时不会有遮挡；另一种方式是，如图2所示，在头盔1外侧设有一圈轨道，摄像头2设置于该轨道上，在驱动装置(未图示)的作用下沿轨道绕头盔匀速转动。由于在每个头盔1上均设置一摄像头2，因而可跟随佩戴头盔的作业人员进行周边环境的拍摄，相比现场定点摄像头，能够减少在复杂性的作业环境下遮挡物造成的监控死角。进一步地，摄像头2绕头盔转动，与固定设置于头盔固定角度的拍摄相比，能够采集到更多周围作业人员的图像，全面地掌握人员的安全状况。声音采集器3可对周围的声音进行采集，尤其可以对头盔佩戴者的声音进行定向采集，并发送给处理单元5。
26.请参阅图3，处理单元5包括图像识别模块51、声音识别模块52、关联模块53、指示模块54和一数据库。
27.所述数据库存储的数据包括：异常动作数据、异常声音数据和头盔信息表等。其中，异常动作数据例如包括人员剧烈运动、倒地、奔跑等异常动作的短时间运动轨迹数据。异常声音数据例如包含声音分贝上限、特定求救类语句等。头盔信息表可参照图4所示的头盔信息表示例，其记录了头盔本身的信息、头盔上设置的摄像头编号、声音采集器编号、头盔的标识特征等设备信息、以及对应的佩戴人员信息(包括佩戴者姓名、编号、联系方式)等。
28.该图像识别模块51接收摄像头2采集到的实时图像信息，首先识别图像信息中的人员图像，然后再对每一个人员图像进行行为识别和人员识别。
29.具体而言，对于行为识别，图像识别模块51识别人员图像中的人员动作，并调取存储于数据库中的异常动作数据，然后将本次识别的人员动作与异常动作数据比对，即对特定时间内连续多帧的动作轨迹进行比对。若识别的人员动作与异常动作数据相符，则判定为该人员行为异常。
30.对于人员识别，图像识别模块51识别人员图像中的头盔图像，以及识别该头盔的标识101，然后调取存储于数据库中的头盔信息表，将识别到的标识101与头盔信息表比对，从而获取该标识所对应头盔上的声音采集器信息(例如声音采集器编号)。
31.当该图像识别模块51在行为识别中判断有人员行为异常的，即向关联模块53发送
该行为异常人员对应的声音采集器信息。
32.当关联模块53接收来自图像识别模块51的声音采集器信息时，控制该定向的声音采集器开启，在设定的时间范围内(如5分钟)进行声音采集；当关联模块53接收到来自声音识别模块52的声音采集器信息，则控制该定向的声音采集器保持开启。由此，能够选择性地控制声音采集器采集声音，减少信息传输量，避免现场噪音、以及非异常噪音增加识别负担。
33.声音识别模块52接收定向的声音采集器信息及其采集到的声音信息，调取来自数据库的异常声音数据，并将采集到的声音信息与异常声音数据进行比对，以对声音信息是否异常进行识别。如果采集到的声音信息与异常声音数据相符，则判定为声音异常，此时，声音识别模块52马上向关联模块53和指示模块54发送该声音异常对应的声音采集器信息。当声音识别模块52未识别到异常声音，则关联模块53在超过预设的开启时间范围后关闭该声音采集器。由此，通过设置预设的开启时间范围，既能确保采集到可能存在的异常声音，又能减少多余且不必要的声音信息传输和识别处理。
34.指示模块54接收来自声音识别模块52的声音异常的声音采集器信息，根据该声音采集器信息调取存储于数据库中的头盔信息表，获取对应的佩戴人员信息、及其头盔上的各设备信息等，并生成一人员异常报告，判断为该声音采集器信息对应的人员处于异常状态，同时，指示模块54发出示警信号。
35.在本发明中，示警的方式可有多种，指示模块54可向显示装置6发出示警信号，例如在显示装置(如显示器)上显示异常人员的信息，由此，可使后台安管人员即使掌握异常人员。此外，还可以利用设置在头盔上的led灯带标识来作为示警器，此时，led灯带设置为与该处理单元5能够通信连接，该指示模块54发出示警信息，控制该led灯带标识进行特定的示警闪烁，来提醒现场人员进行及时救助。此外，还可以外设额外的警报器，该警报器可设置在头盔1上，由该指示模块54控制该警报器的示警。
36.为了加强后台安管人员与前方现场的交流，本发明的现场作业监控系统还包括一设置在后台的对讲机以及声音播放器。该声音播放器可设置在现场一处，在本实施方式中，如图2所示，该声音播放器4设在每一个头盔1上，并与该声音采集器3集成在一起。对讲机可与声音采集器3及声音播放器4连通，使得后台可通过对讲机与现场人员进行实时语音。对讲机可由指示模块54控制开启，尤其是在指示模块54发出示警信号时，指示模块54可控制对讲机与异常人员的声音采集器3及声音播放器4连通，以通过沟通进一步判断该人员的状态，并给予帮助。此外，对讲机也可由后台人员主动开启。
37.下面，通过一个示例，对现场存在处于异常状态的人员的情况下现场作业监控系统的运行作说明。
38.现场作业人员李xx佩戴的头盔a上的摄像头a001实时拍摄到的图像传输至处理单元5，图像识别模块51识别到该图像中存在动作异常的人员，且识别到该异常人员的头盔上的黄色led灯带，则将声音采集器编号b003发送给关联模块54。
39.关联模块53控制b003声音采集器开启5分钟。声音识别模块53识别到来自b003声音采集器的声音信息存在异常声音，向关联模块53、指示模块54发送声音采集器编号b003。
40.关联模块53收到来自声音识别模块53的声音采集器编号b003，保持b003声音采集器的开启。
41.指示模块54接收到声音采集器编号b003，生成b003对应的刘xx的人员异常报告，使后台显示器显示刘xx的信息，将后台对讲机与声音采集器b003、声音播放器c003连通，并使led灯带d003闪烁。
42.本发明的现场作业监控系统可以适用于化工厂、建筑施工等场所，对作业人员是否处于异常状态进行判断。根据本发明的现场作业监控系统，能够更加准确地对人员是否处于异常状态进行判别。
43.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。