一种基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统及监管方法与流程

本发明属于养殖领域智能化监控系统的，具体涉及一种基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统及监管方法。

背景技术：

1、在生猪养殖行业，非洲猪瘟、蓝耳病等烈性动物传染病的防控是养殖场生产经营的核心工作。此类疫病传播途径广泛，人员体表、衣物携带的病原是场内疫病传入的重要渠道之一。因此，人员入场前的标准化强制淋浴彻底清洁，是阻断病原入场、筑牢猪场生物安全防线的关键环节。人员需通过洗发露、沐浴露充分揉搓清洁体表死角，方可有效清除附着的病原；若人员淋浴不充分、刻意躲避，或未按要求揉搓清洁死角，将导致病原随人员带入场内，引发疫病传播风险。

2、为解决上述问题，现有技术中已出现多种针对养殖场的强制淋浴装置，但现有的装置仅能监管是否淋水和淋水的时长，无法监督人员是否按照规定使用洗护用品并对头部、腋下等四角进行了充分的揉搓，人员可能在整个淋浴期间仅被动冲洗，从而会导致清洁不彻底。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统，以解决现有技术中针对养殖场的强制淋浴装置无法对工作人员淋浴过程中关键揉搓动作进行监管，从而导致工作人员体表清洁不彻底的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统，包括房体结构、淋浴单元、动作感知系统以及控制系统；

4、所述房体结构依次设置为脱衣区、待淋浴区、淋浴区和穿衣区，形成不可反向的闭环动线；

5、所述淋浴单元用于控制水温，且所述淋浴单元包括循环计时器、具有停水揉搓期的间歇式喷淋模块以及声光提示器；

6、所述动作感知系统用于在所述停水揉搓期以非视觉方式采集人体上肢运动与足底重心动态数据；

7、所述控制系统与所述淋浴单元以及所述动作感知系统电连接；

8、当动作感知系统采集到的数据满足预设的揉搓动作阈值时，判定为有效揉搓动作；当未检测到有效揉搓动作时，控制系统向淋浴单元发送指令暂停停水揉搓期的倒计时，并触发声光提示器，直至检测到有效揉搓动作且持续足够时间后恢复停水揉搓期的倒计时。

9、通过房体结构与控制逻辑的双重设计，实现了猪场淋浴流程的刚性化管控与揉搓动作质量的智能化监管。不可反向的闭环动线从物理空间上强制人员只能单向前进，避免折返带来交叉污染风险，同时实现脏区与净区的有效隔离。而通过淋浴单元的设置，人为制造无水窗口期，在此期间，通过动作感知系统的设置，以非视觉方式获取上肢往复运动与足底重心动态数据。通过控制系统的设置，确保揉搓行为被执行到位后方可推进流程，降低了人员通过消极等待熬过时长逃避清洁的几率，使得预设淋浴程序中的揉搓时间均为真实有效的揉搓行为时间，这样，通过淋浴单元、动作感知系统以及控制系统的配合，实现了人员入场清洁流程的标准化、规范化与智能化管控，使得人员清洁能够更加彻底，从而大大降低了猪场非洲猪瘟、蓝耳病等烈性传染病传播的几率。

10、进一步地，所述动作感知系统包括毫米波雷达传感器和压力传感地垫，所述毫米波雷达传感器安装在所述淋浴区顶部，所述压力传感地垫内部集成有呈网格状且均匀排布的多个压力传感器，且所述压力传感地垫铺设于所述淋浴区地面。

11、通过毫米波雷达与压力传感地垫的设置，形成了上下结合的多模式非视觉感知结构。毫米波雷达从上部捕捉人体上肢及躯干的宏观姿态与肢体动作点云数据；压力传感地垫内部呈网格状均匀排布的多个压力传感器可实时获取人员足底各区域的压力分布数据，并据此计算出压力中心轨迹，反映人员在揉搓过程中的重心微幅晃动与支撑脚动态切换特征。这样，两者数据融合后可有效滤除行走、转身等干扰动作，避免将非揉搓行为误判为有效揉搓，从而显著提升揉搓动作识别的准确率，为后续判定与流程干预提供可靠的数据基础。

12、进一步地，所述毫米波雷达传感器的工作频率为60ghz。

13、60ghz频段属于毫米波雷达的常用高频段，能够提供更窄的波束宽度和更高的角分辨率，从而生成密度更高、空间位置更精确的点云数据。

14、进一步地，所述淋浴单元包括温度控制器、循环计时器、淋浴喷头、恒温供水管路以及变频水泵，所述淋浴喷头设置在所述淋浴区内，所述恒温供水管路的一端与所述淋浴喷头连通设置，所述恒温供水管路与所述变频水泵的出水口连通设置，所述变频水泵的进水口与热水源连通设置，所述温度控制器用于检测淋浴水温以及在检测到淋浴水温达到预设温度稳定后，向所述循环计时器发送启动信号，所述循环计时器用于在接收到水温达标信号后且在所述动作感知系统检测到所述淋浴区有人员时启动或者继续执行间歇式喷淋程序。

15、通过温度控制器的设置，确保淋浴全程在适宜水温下进行；而循环计时器的设置，形成水温达标与人员在位的双重触发机制，这样，通过温度控制器与循环计时器的配合，保证了预设间歇式喷淋程序中每一分钟的喷淋时长和揉搓时长均为真实有效的清洁过程，使系统在时间与质量上双重保障了人员入场淋浴的彻底清洁效果，以达到养殖场对生物安全防控标准化流程的严格要求。

16、进一步地，所述脱衣区、所述待淋浴区、所述淋浴区和所述穿衣区之间通过电磁门分隔，且多个所述电磁门均与所述控制系统电连接。

17、通过各个电磁门的设置，使各区域形成独立且密闭的空间单元，有效防止了各个区域之间的空气对流、水汽扩散及人员误入，避免了交叉污染风险。

18、进一步地，所述淋浴区与所述穿衣区之间的所述电磁门被配置为：当所述循环计时器完整执行预设的间歇式喷淋程序且所述动作感知系统判定每一个停水揉搓期内均存在有效揉搓动作后，解锁所述电磁门。

19、这样，使每次预留的揉搓时间均转化为实际有效清洁行为，为阻断非洲猪瘟、蓝耳病等病原随人员体表带入场内提供了可靠的保障。

20、进一步地，所述待淋浴区与所述淋浴区之间设置有门槛，且所述待淋浴区和所述淋浴区内均安装有防水风暖装置，所述防水风暖装置用于维持环境温度。

21、通过门槛的设置，在待淋浴区与淋浴区之间形成了一道物理屏障，有效阻止淋浴区内的积水及水流向外溢流至待淋浴区，确保待淋浴区地面始终保持干燥状态，这样，可以将待淋浴区作为避险区域，干燥的地面保障了人员在紧急情况下从淋浴区快速跨过门槛退回待淋浴区时的脚下安全，降低了因湿滑地面导致滑倒的几率。而两区的风暖装置的设置，在淋浴过程中持续维持两区环境温度，确保了待淋浴区在作为避险空间时具备独立且完备的环境保障能力，解决了封闭淋浴空间因环境温度失控导致的人员冻伤风险。

22、进一步地，还包括防水应急按钮和报警器，所述防水应急按钮的数量为多个，分别安装于所述待淋浴区墙面和所述淋浴区墙面，且多个所述防水应急按钮均与所述报警器电连接，所述防水应急按钮被配置为：被按下时切断对应所述电磁门的供电回路并停止变频水泵。

23、通过上述设置，构成了应急防护体系，避免了强制淋浴系统因缺乏应急避险措施而导致人员在突发不适或设备异常时无法及时撤离的安全隐患。

24、一种基于所述的基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统的监管方法，包括以下步骤：

25、s1、在间歇式淋浴程序进入停水揉搓期时，通过所述毫米波雷达传感器采集人体点云数据，同时通过压力传感地垫采集人员足底压力分布并计算重心动态变化数据；

26、s2、融合所述点云数据与重心动态变化数据，提取人体上肢往复运动特征和重心晃动特征，将提取的特征与预设的揉搓动作阈值进行比较，判定是否存在有效揉搓动作；

27、s3、若判定为未存在有效揉搓动作，则暂停所述停水揉搓期的倒计时并发出提示，直至检测到有效揉搓动作且持续预设时间后恢复所述停水揉搓期的倒计时；若在预设的揉搓可用时长内始终未检测到达标动作，则维持所述停水揉搓期的倒计时暂停并要求补足有效揉搓时间；

28、s4、重复执行s1至s3，直至完成所有所述停水揉搓期且每个所述停水揉搓期内均被判定为有效揉搓动作后，解锁对应所述电磁门。

29、上述四个步骤，步骤一创造感知条件，步骤二提供判定依据，步骤三执行过程干预，步骤四进行终末验证，这样，将淋浴的流程固化为不可跳过、不可敷衍的自动化控制程序，根除了人员因主观抵触或偷懒心理导致清洁不彻底的生物安全隐患，为阻断非洲猪瘟、蓝耳病等病原随人员体表带入场内提供了切实有效的方法保障。

30、进一步地，所述间歇式喷淋程序包括以下序列：第一次喷淋2分钟、第一次停水揉搓2分钟、第二次喷淋2分钟、第二次停水揉搓2分钟、第三次喷淋2分钟。

31、本发明提供的基于非视觉感知的猪场人员淋浴监管系统，具有以下有益效果：

32、1.本发明将毫米波雷达与压力地垫融合的非视觉感知技术应用于淋浴监管，在不采集任何光学影像、绝对保护隐私的前提下，通过多模态特征提取精准识别揉搓动作。

33、2.通过精准联动控制确保了清洁程序的有效性，“水温达标触发”根除了冷水计时的漏洞；“人员在场联动计时”杜绝了离岗无效计时；“间歇式喷淋程序”从时间分配上强制要求并预留了揉搓时间。三者结合，保证了每一分钟淋浴都是高质量的有效清洁过程。

34、3.将待淋浴区作为物理隔离的恒温避险空间，配合双侧应急按钮和风暖维持温度，形成了主动防护机制，极大地提升了人员在突发情况下的安全性，增强了员工对强制流程的心理接受度和依从性。