基于定位技术的厂区人员识别方法及系统与流程

1.本发明涉及电厂生产区内人员识别技术领域，具体涉及一种基于定位技术的厂区人员识别方法及系统。


背景技术：

[0002]“安全第一”一直是电厂生产的基本方针，进行安全管理、规范安全生产和杜绝员工危险行为等是电厂企业管理的重中之中。目前电厂企业的安全管理主要是以安全人员现场巡视为主，耗费人力高、效率低、覆盖面小、无法做到24小时监督，留下安全隐患。
[0003]
近年来随着物联网和互联网技术的飞速发展，各行各业包括电力行业开始利用人员定位、图像识别、大数据分析等新技术研究和应用电厂生产安全管理系统，进一步提升电厂生产企业安全管理水平，通过系统智能判别并及时警示检修维护人员可能存在的现场作业风险，把“被动的安全事故应对”转变到“智能发现安全问题、及时预防与阻止安全事故”。
[0004]
现有人员智能识别系统大多基于图像识别技术实现，但是，在具体运用中，仅利用图像识别技术在很多应用场景中都存在弊端，比如，夜晚灯光暗弱障碍导致图像获取不清晰，角度障碍导致面部信息获取不全等，这些问题都会导致人脸识别失败无法获取到人员信息。当摄像头拍摄到并识别出违章行为，如未戴安全帽或抽烟行为等，但由于灯光或角度问题只捕捉到行为画面，无法清晰捕捉到人脸画面，从而无法准确获取到违章人员的身份信息。


技术实现要素：

[0005]
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于定位技术的厂区人员识别方法及系统，利用图像识别和人员定位技术，使得当摄像头拍摄到并识别出违章行为，但无法进行违章人员人脸识别时，也能准确识别出人员信息，实现智能判别工作人员的危险作业行为并发出报警，及时警示该人员。
[0006]
本发明采用如下的技术方案。
[0007]
一种基于定位技术的厂区人员识别方法，所述方法包括步骤：（1）数据采集模块收集员工信息和摄像头信息发送给图像识别模块，摄像头模块拍摄监控画面发送给图像识别模块；（2）图像识别模块接收监控画面进行违章行为识别，对违章员工进行人脸识别获得违章人员信息，生成违章工单发送到业务中台模块；（3）业务中台模块接收并遍历违章工单，找到缺少违章人员信息的违章工单，即人脸识别失败的违章工单；对该违章行为基于人员定位识别技术进行二次人员信息识别，获得违章人员信息，生成违章工单。
[0008]
进一步地，所述步骤（1）中，员工信息包括员工姓名、工号、照片、定位卡号；摄像头信息包括摄像头编号、二维坐标信息、摄像头拍摄边射线1与原点x射线方向夹角θ。
[0009]
进一步地，数据采集模块收集员工信息，并将员工姓名、工号、照片与定位卡号绑
定在一起，使得每个定位卡号唯一对应员工工号；数据采集模块收集摄像头信息，并将摄像头编号和摄像头的二维坐标信息绑定在一起，使得每个摄像头编号唯一对应二维坐标。
[0010]
进一步地，所述步骤（2）中，违章工单包括违章行为图像、摄像头编号、拍摄时间和违章人员信息。
[0011]
进一步地，所述步骤（3）中，包括具体步骤：（3.1）遍历每条违章工单的违章人员工号，找到工号为空的违章工单，即人脸识别失败的违章工单；（3.2）根据该违章工单的摄像头编号在业务中台数据库中查询到该摄像头编号对应的摄像头二维坐标（a,b），根据拍摄半径和夹角θ计算摄像头拍摄区域x,y范围；（3.3）在定位基站及基站服务器推送的定位卡位置坐标数据库中，找到该拍摄时间段在厂区的定位卡位置坐标，遍历所有坐标与拍摄区域x,y范围比对，找出该范围内的定位卡号；（3.4）如果只找到一个定位卡号，则业务中台模块通过定位卡号查询到对应的违章人员信息，从而补全违章工单；如果找到多个定位卡号，则将该工单记录到特殊违章工单中，等待人工处理。
[0012]
进一步地，摄像头拍摄区域x,y范围需满足以下三个条件：a、摄像头拍摄区域内任一点（x,y）到摄像头坐标（a,b）的距离小于等于拍摄半径；b、过点(x,y)和摄像头坐标（a,b）的向量与拍摄边射线1单位向量α的夹角范围大于等于0
°
且小于等于90
°
；c、过点(x,y)和摄像头坐标（a,b）的向量与拍摄边射线2单位向量β的夹角范围大于等于0
°
且小于等于90
°
。
[0013]
一种基于定位技术的厂区人员识别系统，所述系统包括数据采集模块、摄像头模块、图像识别模块、定位卡、定位基站及基站服务器、业务中台模块；数据采集模块，收集员工信息和摄像头信息发送给图像识别模块；摄像头模块，拍摄监控画面发送给图像识别模块；图像识别模块，接收监控画面进行违章行为识别，对违章员工进行人脸识别获得违章人员信息，生成违章工单发送到业务中台模块；定位卡，用于发出定位脉冲信息；定位基站及基站服务器，用于接收定位卡发出的定位脉冲信息，从而确定定位卡位置坐标；业务中台模块，接收并遍历违章工单，找到缺少违章人员信息的违章工单，即人脸识别失败的违章工单；对该违章行为根据人员定位卡位置坐标进行二次人员信息识别，获得违章人员信息，生成违章工单。
[0014]
进一步地，摄像头模块包括摄像头和摄像头服务器平台，摄像头服务器平台存储摄像头编号、摄像头ip地址和每个摄像头的视频流信息，同时提供调用接口。
[0015]
进一步地，图像识别模块中维护有摄像头编号及摄像头ip地址，并定时通过摄像头ip地址调用接口获取视频流信息。
[0016]
进一步地，定位卡进入到定位基站覆盖范围内会定时向定位基站发送定位脉冲信
息；定位基站收到定位卡所发的定位脉冲信息后会定时向基站服务器发送信息，基站服务器将信息进行汇总处理测算出定位卡位置坐标（x,y）；基站服务器定时向业务中台模块推送该时段在厂区内所有定位卡位置坐标信息。
[0017]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明利用图像识别和人员定位技术，使得当摄像头拍摄到并识别出违章行为，但无法进行违章人员人脸识别时，也能准确识别出人员信息，实现智能判别工作人员的危险作业行为并发出报警，及时警示该人员。
附图说明
[0018]
图1是摄像头拍摄边射线夹角示意图；图2是本发明所述的基于定位技术的厂区人员识别系统示意图；图3是业务中台模块程序流程图；图4是摄像头拍摄区域示意图。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0020]
本发明所述的基于定位技术的厂区人员识别系统，包括数据采集模块、摄像头模块、图像识别模块、定位卡、定位基站及基站服务器、业务中台模块。
[0021]
数据采集模块，负责收集员工信息和摄像头信息，员工信息包括员工姓名、工号、照片、定位卡号等；摄像头信息包括摄像头编号，二维坐标信息，摄像头拍摄边射线1与原点x射线方向夹角θ。
[0022]
如图1所示，从原点x射线正方向起，逆时针第一条拍摄边为拍摄边射线1，则另一条为摄像头拍摄边射线2；夹角θ也是按逆时针计算，范围[0，360
°
)。
[0023]
摄像头模块，负责拍摄采集监控画面。
[0024]
图像识别模块，负责将摄像头模块所采集到的监控画面进行智能识别，识别是否有员工违章行为，以及进一步对违章员工进行人脸识别，获取违章人员信息。将违章行为图像、摄像头编号、拍摄时间和对应的违章人员信息发送到业务中台模块。
[0025]
定位卡，用于发出定位脉冲信息。
[0026]
定位基站及基站服务器，用于接收定位卡发出的定位脉冲信息，从而确定定位卡所在位置。
[0027]
业务中台模块，将图像识别模块所发送过来的违章行为图像和对应的违章人员信息进行处理生成报警处理工单。若图像识别模块发送的数据中，有只发送了违章行为图像没识别出对应的违章人员信息的情况，业务中台模块将对该类缺少违章人员信息的违章行为图像利用人员定位识别方法进行二次信息识别，识别出对应的违章人员信息后，生成报警处理工单。如图2所示。
[0028]
数据采集模块在收集员工信息时将员工照片、定位卡号与员工信息绑定在一起，使得每个定位卡都有唯一对应的员工工号。将摄像头编号也和每个摄像头的二维坐标信息绑定在一起，使得每个摄像头编号都有唯一对应的二维坐标。下述摄像头模块、图像识别模块和业务中台模块中的摄像头编号都是一样的。
[0029]
摄像头模块分为摄像头和摄像头服务器平台，摄像头分布在电厂的各个区域，负责对所辖区域进行监控；摄像头服务器平台负责维护及存储摄像头编号、摄像头ip地址和每个摄像头的视频流信息，同时提供接口，其它平台可以通过摄像头ip地址调用接口获取视频流信息。摄像头和摄像头服务器平台通过网络进行通讯。
[0030]
图像识别模块中维护有摄像头编号及摄像头ip地址，并定时通过摄像头ip地址，调用摄像头视频流信息。然后对调用到的视频画面进行图像识别，若识别出违章行为，则保存违章行为图像截图，并对违章人员进行人脸识别，得到违章人员的工号和姓名等信息，然后记录下所有违章行为图像截图，以及对应的违章人员工号、姓名、拍摄的摄像头编号、拍摄时间等，生成违章工单。若在对违章人员进行人脸识别失败时，违章人员工号和姓名记录将会为空，但是截图、摄像头编号、时间等信息依旧会被记录。图像识别模块最后将生成的违章工单发送到业务中台模块。
[0031]
定位卡，即人员定位卡只要进入到电厂基站所覆盖的范围内，就会每500ms向基站发送定位脉冲信息。
[0032]
定位基站及基站服务器，基站收到定位卡所发的定位脉冲信息后就会向基站服务器发送信息，基站服务器将信息进行汇总和处理后，可测算出定位卡所在的（x,y）坐标。基站服务器每500ms向业务中台模块推送该时段在厂区内所有定位卡位置信息。
[0033]
（x,y）坐标是根据将电厂某指定位置设置为（0，0）点，然后以（0，0）点为原点确定电厂基站所覆盖的任一位置的（x,y）坐标，确保电厂任一位置都有唯一的二维（x,y）坐标与之对应。
[0034]
每个摄像头模块都有唯一固定的二维（x,y）坐标，在业务中台模块中已通过摄像头编号进行一一对应存储。
[0035]
如图3所示，业务中台模块，在收到图像识别模块发送的违章工单后，首先，遍历排查每条违章工单是否缺失违章人员工号，找到工号为空的违章工单，即人脸识别失败的违章工单。其次，根据该违章工单的摄像头编号在业务中台数据库中查询到该摄像头编号对应的摄像头二维坐标（a,b）。然后，根据拍摄半径和夹角θ算出摄像头拍摄区域x,y的范围，本发明实施例中拍摄半径为20m。最后，在定位基站及基站服务器推送的定位卡位置坐标数据库缓存中，找到该拍摄时间段的在厂区的定位卡位置坐标信息，遍历所有坐标与拍摄区域x,y范围公式比对，从而找出该范围内的定位卡号，业务中台模块通过定位卡号可以查询到对应的员工工号、姓名等人员信息，从而补全违章工单中的缺失工号。
[0036]
如果遍历完所有坐标在该拍摄区域x,y的范围内只找到一个定位卡信息，则即能锁定唯一违章员工工号。如果找到多个定位卡信息，则将该工单记录到特殊违章工单中，做进一步筛查处理或者人工处理。
[0037]
电厂生产区环境一般人员比较少，所以一般只会有一个定位卡信息。所以本发明方法非常适用于这种人员聚集不多的区域，是一种高效便捷的筛查方法。
[0038]
图像识别模块会实时发送违章工单，只要一查到违章就会立即向业务中台模块发送。定位基站及基站服务器向业务中台模块推送的实时定位卡位置信息，业务中台会缓存一天的信息。
[0039]
如图4所示，x,y范围需满足以下三个条件：1、摄像头拍摄区域内任一点（x,y）到摄像头坐标（a,b）的距离小于等于拍摄半径；
2、过点(x,y)和摄像头坐标（a,b）的向量与拍摄边射线1单位向量α的夹角范围：大于等于0
°
且小于等于90
°
；3、过点(x,y)和摄像头坐标（a,b）的向量与拍摄边射线2单位向量β的夹角范围：大于等于0
°
且小于等于90
°
。
[0040]
则推出公式：整理可得x,y范围：本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明利用图像识别和人员定位技术，使得当摄像头拍摄到并识别出违章行为，但无法进行违章人员人脸识别时，也能准确识别出人员信息，实现智能判别工作人员的危险作业行为并发出报警，及时警示该人员。
[0041]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。