一种针对不同角色权限的违禁区域侵入检测方法与流程

1.本技术属于违禁区域侵入信息监测领域，具体涉及一种针对不同角色权限的违禁区域侵入检测方法。


背景技术：

2.违禁区域检测涉及的周界防范主要可以分为两种：实体防范和技术防范。
3.实体防范一般是利用栅栏，木制栏杆，铁丝网等制成周界围栏，以满足不同区域的防范要求。但是这种方式有很多缺点。首先是建立这些东西需要耗费一定的人力和物力，同时这些围栏非常容易遭到破环，一但遭到破环就需要及时修理更换，非常麻烦。除此之外，这些材料一般都比较坚硬，无形中埋下了安全隐患，增大了危险系数。
4.技术防范一般是利用红外，微波等具备探测功能的产品，对周界闯入者进行探测，一旦探测到入侵者就发出警报。但是这些方法容易受到温度湿度，光线等因素的影响，有些还会对人的身体造成一定危害。同时，技术防范只有进入边界即报警，无法区分人员是否有权限进入。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本发明提供了一种针对不同角色权限的违禁区域侵入检测及报警方法，不仅不需要在现场布置栅栏等围栏，对人体也没有任何危害，同时也不受温度湿度的影响，而且还可以对入侵的角色进行区分，以确定是否需要报警。本技术技术方案为，
6.一种针对不同角色权限的违禁区域侵入检测方法，检测过程如下：
7.从视频获取模块中获取数据，将数据送入人员检测与角色识别模块中，检测出角色；
8.从违禁区域周界绘制模块获取绘制的周界信息，结合检测出的角色信息，对数据进行周界判断，通过违禁区域侵入检测模块判断是否存在违反规定的行为。
9.进一步优选的，包括以下几个模块
10.视频获取模块：以不同场景多个摄像头下的视频作为数据来源，数据处理完后进行两阶段训练：通过识别不同工作人员所佩戴安全帽的颜色和马甲颜色确定人员身份，对人员是否越界进行判断；
11.违禁区域周界绘制模块：在摄像头预置点拍摄图像上绘制违禁区域，一个图像上可以绘制多个违禁区域，每个违禁区域均为封闭区域；
12.人员检测与角色识别模块：对图像进行标注时，将不同颜色的安全帽、马甲对应角色作为输出类别进行标注和输出；
13.违禁区域侵入检测模块：设置违禁区域越界条件对于特定任务的工作人员和非工作人员进行区别对待，如翻车机工作时，翻车机操作人员、清洁人员等都需穿马甲入内，不穿马甲人员禁止进入该区域。
14.进一步优选的，视频获取模块是以不同场景多个摄像头下的视频作为数据来源，
同一场地，在不同角落，不同方向上设置有多个摄像头，在进行模型训练时，取多个摄像头的视频作为数据来源，制作数据集。
15.进一步优选的，在违禁区域周界绘制模块中，第k个违禁区域可表示为二元组(p
k
,r
k
)，其中是n
k
个点的有序集合，这些点顺序相连且首尾相接组成封闭区域,r
k
是特定角色的集合，表示这些角色允许进入该违禁区域。
16.进一步优选的，在人员检测与角色识别模块中，标注后的结果整体包括工厂里面的各类角色和其它无法确定角色的人员，采用yolo算法进行训练和检测识别，输出人员检测框和角色类别。
17.进一步优选的，在违禁区域侵入检测模块中，
18.假设检测到第i个人员检测框为(l
i
,t
i
,w
i
,h
i
)，其中(l
i
,t
i
)为检测框左上角坐标，w
i
,h
i
分别为宽和高，检测该人员是否越界第j个违禁区域，先计算射线穿透：
[0019][0020][0021]
其中i{g}是指示函数，当条件为真时取1，为假时取0；和分别为检测框左下角和右下角的射线穿透；
[0022]
当为奇数或者为奇数时，都表示第i个人员越界第j个违禁区域。
[0023]
进一步优选的，假设第i个人员的角色为r
i
，则越界判定准则为：
[0024]
第i个人员对该图像所有违禁区域都不越界才算不越界。
[0025]
进一步优选的，还包括风险记录和报警模块，将存在风险的图片或视频上传到存储器进行保存，并通过计算机界面和现场喇叭发出警报。
[0026]
有益效果
[0027]
本发明提供了一种针对不同角色的周界防范方法。既不像实体防范一样，需要在周界上安上栅栏，栏杆等物体，也不像红外，微波等技术防范一样，会受到温度湿度影响。本发明将深度学习中的yolo(you only look once)目标检测技术应用到周界防范技术中来，保证系统的高准确率和高效率，先进性和便捷性，提高了工厂的安全防护机制。
附图说明
[0028]
图1是本发明的系统结构图。
[0029]
图2是本发明的周界绘制示意图。
[0030]
图3是本发明的违禁区域侵入检测过程示意图。
[0031]
图4是本发明的运行效果示意图。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0033]
本发明涉及一种针对不同角色权限的违禁区域侵入检测及报警方法。如图1所示为本发明的系统结构图，包括以下模块：
[0034]
视频获取模块：以不同场景多个摄像头下的视频作为数据来源，数据处理完后进行两阶段训练：通过识别不同工作人员所佩戴安全帽的颜色和马甲颜色确定人员身份，对人员是否越界进行判断；
[0035]
违禁区域周界绘制模块：在摄像头预置点拍摄图像上绘制违禁区域，一个图像上可以绘制多个违禁区域，每个违禁区域均为封闭区域；
[0036]
人员检测与角色识别模块：对图像进行标注时，将不同颜色的安全帽、马甲对应角色作为输出类别进行标注和输出，将未佩戴安全帽的工作人员标注出来；
[0037]
违禁区域侵入检测模块：设置违禁区域越界条件对于特定的工作人员和普通工作人员进行区别。
[0038]
风险记录和报警模块，将存在风险的图片或视频上传到存储器进行保存，并通过计算机界面和现场喇叭发出警报。
[0039]
具体检测过程为：
[0040]
从摄像头(视频获取模块)获取数据，违禁区域周界绘制(违禁区域周界绘制模块)是在摄像头预置点的数据上进行的。运行时，摄像头获取的数据送入人员检测与角色识别模块，检测出角色；然后，违禁区域浸入检测模块获取绘制的周界信息，结合检测出的角色信息，对数据进行周界判断，若是存在违反规定的行为，则将相应的风险信息进行存储，发出报警信号。
[0041]
图2为本发明的周界绘制示意图。一个图的违禁区域可以有多个，本图显示了2个，标记为(x1，y1)
…
(x7，y7)。每个违禁区域的周界由一系列有序点，通过顺序连接并首尾相接组成封闭区域。
[0042]
图3为本发明的违禁区域侵入检测过程示意图。视频获取模块负责从摄像头获取视频流，并抓取图像；人员检测与角色识别模块直接输出人员检测框和角色类别。
[0043]
违禁区域侵入检测模块判别违禁区域越界条件时，先检测左下角，再检测右下角，都不越界则检测下一个人员，如果有一个越界则判定权限。如果有权限，则检测下一个人员，无权限则记录风险并上报。如假设检测到第i个人员检测框为(l
i
,t
i
,w
i
,h
i
)，其中(l
i
,t
i
)为检测框左上角坐标，w
i
,h
i
分别为宽和高，检测该人员是否越界第j个违禁区域，先计算射线穿透：
[0044][0045][0046]
其中i{g}是指示函数，当条件为真时取1，为假时取0；和分别为检测框左下
角和右下角的射线穿透；
[0047]
当为奇数或者为奇数时，都表示第i个人员越界第j个违禁区域。
[0048]
假设第i个人员的角色为r
i
，则越界判定准则为：
[0049][0050]
第i个人员对该图像所有违禁区域都不越界才算不越界。
[0051]
图4是本发明的运行效果示意图，图中为一人员未穿马甲穿越违禁区域报警的情形。
[0052]
风险记录和报警模块，将存在风险的图片或视频上传到存储器进行保存，同时将风险详细信息进行说明，不同类型的风险信息设置有不同的风险代号，同时根据经验值设置不同临界点用来判断是否有风险，见表1；当风险值超过设定的临界点，发出警报。
[0053]
表1风险代号及权重
[0054]
序号风险名称风险代号临界点1翻车机区域闯入a011.22铁路区域闯入a0213高压柜区域闯入b0114升压站闯入b021.55输煤带区域闯入c011.26输煤带头部闯入c021.2
[0055]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。