基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别系统及方法与流程

本技术涉及工业安全智能管控，尤其涉及一种基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别系统及方法。

背景技术：

1、ppe（personal protective equipment，个人防护装备）是指从业人员为防御物理、化学、生物等外界因素伤害所穿戴、配备和使用的防护用品。当前普遍采用基于固定视频摄像头与ai技术相结合的方式，用于判断人员ppe穿戴情况，但该方式在实际应用中存在整体识别率和识别针对性不强、误报情况较多的问题。特别是在酸碱、涉氯等高风险操作场景中，作业人员面临化学品腐蚀、有毒气体吸入等严重人身安全威胁，其所需穿戴的防护装备与常规ppe存在显著差异，一旦穿戴缺失或不规范，极易导致重大人身伤害事故。因此，对特殊ppe穿戴合规性进行准确识别和有效管控，是保障高风险作业人员生命安全的关键环节，但现有技术尚不具备对特殊ppe穿戴进行有效识别和判断的能力，导致人员在此类特殊场景中的ppe穿戴未能得到有效管控。

2、具体而言，目前现有同类技术普遍存在以下问题：（1）识别针对性不足，无法有效识别酸碱、涉氯等高风险作业所需的特殊ppe；（2）识别率低，受光照、遮挡等现场环境因素影响较大；（3）误报率高，非合规情形被误判为合规或合规情形被误报为违规的情况频繁发生，严重影响了系统的实际应用效果和管理人员的响应意愿。

3、基于上述缺陷，亟需一种全新的技术方案，以解决现有技术中未能有效识别高风险操作场景下特殊ppe穿戴合规性的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别系统及方法，以解决现有技术中未能有效识别高风险操作中需要正确穿戴ppe的问题。

2、第一方面，提供了一种基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别系统，包括：

3、前端图像采集模块，设置于目标场景的入口处或待管控区域，用于采集进入人员的人体图像；

4、服务器识别分析模块，用于接收所述人体图像及与所述人体图像对应的关联信息，所述关联信息至少包括采集时间、设备编号及门禁点位编号；所述服务器识别分析模块还用于对所述人体图像进行识别，输出ppe识别结果，并提取所述人体图像中的人员面部特征以识别人脸信息，以及获取所述进入人员对应的定位卡信息；

5、ppe合规性识别模块，与所述服务器识别分析模块连接，用于将所述ppe识别结果与预设的ppe合规规则进行比对，生成ppe合规性识别结果；

6、人脸识别模块，与所述服务器识别分析模块连接，用于根据所述人脸信息识别所述进入人员的身份，并与预设人员信息库进行比对，生成人脸识别结果；

7、定位卡信息比对模块，与所述服务器识别分析模块连接，用于将所述定位卡信息与预设的人员定位卡绑定关系进行比对，生成定位卡校验结果；

8、所述服务器识别分析模块基于所述ppe合规性识别结果、所述人脸识别结果及所述定位卡校验结果进行融合判断，并生成门禁控制指令，以驱动门禁控制模块打开或保持关闭。

9、在一种可能的实现方式中，所述服务器识别分析模块包括：

10、快速前置识别单元，用于识别所述人体图像中的目标人员的人体区域；其中，所述人体区域划分为头部子区域、手部子区域及脚部子区域；所述快速前置识别单元还用于输出目标人员的边界框及ppe候选区域，所述ppe候选区域来源于头部子区域、手部子区域及脚部子区域；

11、精细识别单元，用于对所述ppe候选区域进行二次识别，输出所述ppe识别结果。

12、在一种可能的实现方式中，所述快速前置识别单元采用yolov8目标检测模型对所述人体图像进行检测；

13、所述精细识别单元采用预设的视觉识别模型进行二次识别，用于判断安全帽、护目镜、防护面屏、防毒面具、口罩、防护手套、防护服、工作鞋、防护靴、隔音耳罩、气体检测仪、高压水清洗防护服、护腿板、防酸碱服、涉氯作业防护用品、承包商马甲或监护人马甲中的一种或多种是否存在、是否穿戴正确以及是否满足所述目标场景要求。

14、在一种可能的实现方式中，还包括管理配置模块，所述管理配置模块用于存储不同作业场景对应的ppe合规规则、人员授权规则、人员定位卡绑定关系；

15、所述服务器识别分析模块根据目标场景，调用与所述目标场景对应的ppe合规规则、人员授权规则、人员定位卡绑定关系。

16、在一种可能的实现方式中，所述ppe合规性识别模块将所述ppe识别结果与所述管理配置模块中存储的、与所述目标场景对应的ppe合规规则进行比对，生成ppe合规性识别结果；其中，所述ppe合规性识别结果至少包括整体合规状态、缺失ppe列表及异常ppe列表。

17、在一种可能的实现方式中，所述定位卡信息比对模块将所述定位卡信息与所述管理配置模块中存储的、与所述目标场景对应的人员定位卡绑定关系进行比对，判断所述进入人员是否携带本人定位卡，以及判断所述定位卡的位置信息是否与所述人体图像采集位置相匹配；

18、当识别出所述进入人员的身份与定位卡绑定人员一致，且定位卡位置处于预设允许范围内时，判定定位卡校验通过；否则，判定定位卡校验不通过。

19、在一种可能的实现方式中，所述前端图像采集模块安装于所述目标场景中门禁通道正前方、侧前方或待管控区域固定位置，并朝向人员通行方向设置，以使得采集视线覆盖进入人员的头部、躯干、手部及脚部；

20、其中，所述目标场景为氯碱分厂、聚氯乙烯分厂、乙炔分厂、公用工程中心等区域的机柜间、变电所、装置厂房出入口、开放性区域出入口中的任一种。

21、在一种可能的实现方式中，还包括语音提示模块，所述语音提示模块与所述服务器识别分析模块连接，用于根据所述融合判断的结果播报对应的语音提示信息，包括：

22、当所述ppe合规性识别结果存在缺失项或异常项时，播报对应的缺失项或异常项提示；

23、当所述人脸识别结果不通过时，播报身份或权限异常提示；

24、当所述定位卡校验结果不通过时，播报定位卡异常提示；

25、当三项校验均通过时，播报允许通行提示。

26、在一种可能的实现方式中，还包括日志留痕模块，所述日志留痕模块与所述服务器识别分析模块连接，用于记录所述进入人员的通行事件或异常事件，所述日志留痕模块的记录内容至少包括以下字段：

27、识别时间、采集时间、门禁点位编号、设备编号、人员身份信息、定位卡编号、图像存储路径、ppe识别结果、ppe合规性识别结果中的缺失项列表和异常项列表、人脸识别结果、定位卡校验结果、门禁控制指令、门禁反馈状态及语音提示内容。

28、第二方面，提供了一种基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别方法，应用于上述任一项所述的系统中，包括：

29、接收前端图像采集模块发送的进入人员的人体图像及与所述人体图像对应的关联信息，所述关联信息至少包括采集时间、设备编号及门禁点位编号；

30、对所述人体图像进行识别得到ppe识别结果，调用ppe合规性识别模块，以使所述ppe合规性识别模块将所述ppe识别结果与预设的ppe合规规则进行比对，接收所述ppe合规性识别模块返回的ppe合规性识别结果；

31、提取所述人体图像中的人员面部特征，调用人脸识别模块，以使所述人脸识别模块根据所述人员面部特征识别所述进入人员的身份并与预设人员信息库进行比对，接收所述人脸识别模块返回的人脸识别结果；

32、获取所述进入人员对应的定位卡信息，调用定位卡信息比对模块，以使所述定位卡信息比对模块获取所述进入人员对应的定位卡信息并将所述定位卡信息与预设的人员定位卡绑定关系进行比对，接收所述定位卡信息比对模块返回的定位卡校验结果；

33、对所述ppe合规性识别结果、所述人脸识别结果及所述定位卡校验结果进行融合判断；

34、当所述ppe合规性识别结果、所述人脸识别结果及所述定位卡校验结果均满足预设条件时，生成允许通行指令并发送至门禁控制模块，以驱动门禁设备打开；当任一项不满足预设条件时，生成禁止通行指令并发送至所述门禁控制模块，以驱动门禁设备保持关闭。

35、通过上述技术方案，本技术提供的基于多维度信息融合的特殊防护装备穿戴识别系统，能够实现对目标场景进入人员的ppe合规性判定、人员身份识别、定位卡携带状态校验和门禁联动控制，形成从图像采集、网络传输、服务器识别、规则比对、结果返回、门禁控制到语音提示的闭环管理流程。同时，本技术的系统能够针对不同作业场景配置差异化ppe识别规则，提升特殊ppe识别的针对性，降低单一视频识别方式造成的误报和漏报风险，能够高精度识别进入目标场景的人员基本信息和位置信息，有效管控现场人员作业风险。

36、本技术实施例提供的技术方案可以获得如下技术效果：

37、（1）解决传统单一视觉识别精度低、专项防护识别缺失的缺陷，本技术提供的系统采用yolov8快速前置识别+场景微调精细识别双模型架构，实现分级精准检测。

38、（2）解决传统管控场景适配性差、规则无法差异化配置的缺陷，系统搭载独立管理配置模块，支持按场景、门禁点位、作业区域自定义存储ppe合规校验规则，可针对性配置涉氯作业、酸碱作业、高压水清洗、机柜间绝缘防静电等专属管控标准。通过点位编号自动匹配对应校验规则，实现全厂区多类型高危场景的精准差异化管控，无需人工修改程序代码，规则配置自动更新和切换，解决传统系统规则固化、场景适配性不足的技术缺陷。

39、（3）解决传统准入校验维度单一、人员资质核验缺失的缺陷，系统集成人脸识别模块，对接完整人员信息数据库，可同步识别人员姓名、工号、所属单位、岗位、授权区域、培训资质、作业权限等全维度信息，人员身份识别准确率高，可精准拦截无资质、无区域授权、培训不合格人员准入，实现ppe穿戴合规性、人员身份合法性、作业权限有效性的多维度联合校验。

40、（4）解决传统管控无闭环反馈、违规溯源及提示机制缺失的缺陷，构建“图像采集-ai识别-规则比对-结果判定-语音提示-门禁联动”全自动化闭环管控流程。语音模块可针对ppe缺失、身份识别失败、无定位卡、权限不足等各类违规场景，输出对应精准语音提示，违规原因提示精准度高；门禁控制模块可联动闸机、电控门、厂区原有门禁系统，实现合规自动放行、违规即时锁止。整个过程无需人工值守干预，实现事前智能拦截、事中精准提示、事后数据留痕的全流程闭环管控，彻底解决传统管控流程碎片化、无即时干预能力的缺陷。