[发明专利]一种基于图像识别的施工人员安全装备智能监测方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的施工人员安全装备智能监测方法，其特征在于，包括具有无线摄像头可识别图标的人员安全用防护装备、交互式智能助理、传感器、客户端和云服务中心，交互式智能助理包括无线摄像头、ARM集群、报警器、显示器、硬盘和接口装置，所述各无线摄像头分别通过RFID、3G或4G通讯方式与智能助理无线连接，客户端通过GPRS、3G或4G通讯方式与智能助理无线连接，云服务中心通过WAN/LAN通讯方式与智能助理无线连接，监测步骤如下：

步骤1：搭建交互式主从结构的智能助理：

采用嵌入式64-bit ARM处理器，且部署Linux系统和Hadoop分布式应用系统，以达到具备ARM集群功能，再在交互式主从结构的智能助理上搭载高危作业相关的监管和安全预警控制装置，具体搭建方法如下：

1）嵌入式64-bit ARM处理器

采用的微型ARM计算机系统包括一枚700MHz的处理器，512M内存，具有两个USB接口，支持SD卡和Ethernet，支持HDMI和RCA输出，支持1080P视频；通过64-bit ARM处理器搭建的ARM集群和数据采集端传感器、各无线摄像头构成一个微型计算机系统；处理器和各无线摄像头之间的视频文件传输采用Simple CV架构；

2）搭建主从结构的ARM集群

采用64-bit ARM处理器搭建主从结构的ARM集群，在ARM集群上配置Linux和ApacheHadoop服务，该主从结构的ARM集群具有三个节点，其中master是主节点，在主节点上运行DataNode、NameNode和SecondoryNamenode任务；另外两个是slave节点，用于执行Hadoop中的DataNode任务；

3）组建系统网络

交互式智能助理通过WiFi、ZigBee、蓝牙或4G通信方式与采集端的各无线摄像头连接，实现智能助理和监测点各种终端之间的数据传输，同时，智能助理通过广域网与云服务数据中心连接，通过GPRS、3G或4G通信方式与客户端连接，实现数据交互和信息传输；

步骤2：对监测图像实时识别

预先训练特征识别器，以能够正确识别规定的防护设备是否穿戴合格，特征识别器的训练以及使用的方法如下：

1）训练样本的采集

训练样本分为正样本与负样本两种，正样本是包含要特征识别的物体的图片集；负样本是不包含目标物体的图片集；

2）识别器的训练

将正样本与负样本分别存放在两个文件夹，在两个文件夹里分别新建一个文本文档，写入样本的文件名；使用OpenCV 3.4.2的OpenCV_createsamples工具来生成.vec描述文件，然后使用OpenCV_traincascade工具训练识别器，最后得到.xml识别器，用来特征识别目标物体；

3）实时识别工人穿戴状态

通过识别器的训练得到能够特征识别人体、人脸、防护设备的识别器，然后按照顺序，先在视频流中寻找人员的人体，将识别到的人体区域作为感兴趣区域，然后只对感兴趣区域进行识别操作，在识别到人员的人脸后识别对应的防护设备；如果成功识别，允许该人员其正常进入作业；如果有其中一项未成功识别，则作出警告，同时向客户端发送包含该人员图片的日志信息；

步骤3：数据传输

通过在交互式智能助理上部署视频数据规范化接口，集成主流数据通信协议，实现各无线摄像头与交互式智能助理之间的数据交互，通过ARM集群进行数据清洗、数据压缩和数据存储，并与客户端以及云服务中心进行数据交互，由云服务中心实现数据汇总存储和综合数据分析；当数据采集端所采集的视频流里的人员不符合正样本时，云服务中心向客户端发出报警信息。

2.根据权利要求1所述基于图像识别的施工人员安全装备智能监测方法，其特征在于在所述步骤2）中，在所述具有无线摄像头可识别图标的人员安全用防护装备上设置小标志，用于当穿戴正规的时候通过无线摄像头的拍摄才能达到成功识别。

3.根据权利要求1所述基于图像识别的施工人员安全装备智能监测方法，其特征在于将所述步骤1中对Linux所提供的Socket API 函数进行封装。