一种企业关键区域人员路径安全监控系统技术方案

一种企业关键区域人员路径安全监控系统，系统包括图像采集装置、图像处理装置、输出报警装置和视频监控装置；所述图像处理装置为NI CompactRIO嵌入式系统，包括嵌入式控制器和可编程FPGA以及工业I/O模块，图像处理装置内嵌实时操作系统；以作业人员位置信息为基础，实现了实时准确的人员定位；以监控区域和设备的世界坐标为基准，实现了场区平面俯视图模型的建立；以作业票输入信息为根据，实现了监控区域内规范路径、危险区域和工作区域的规划；以快速检索方法为依据，实现了有效视频记录信息的快速追溯。既保证了监控系统的实时性，还实现了高效的监控管理和规范的操作行为。

A personnel path safety monitoring system for enterprise key areas

A key area of enterprise personnel path safety monitoring system, the system includes an image acquisition device, image processing device, alarm output device and a video monitoring device; wherein the image processing device for NI CompactRIO embedded system, including embedded controller and programmable FPGA and industrial I/O module, image processing device of embedded real-time operating system to work; personnel location information based staff to achieve the real-time accurate positioning; to the world coordinate monitoring area and equipment as the base, to achieve the establishment of field plane planform model; to input information according to the work ticket, to achieve the monitoring area standard path risk area and work area planning; with the rapid retrieval method as the basis, to achieve a rapid and effective video recording information back. It not only ensures the real time of the monitoring system, but also realizes the efficient monitoring management and standard operation behavior.

【技术实现步骤摘要】
一种企业关键区域人员路径安全监控系统
本技术涉及监控系统，特别涉及一种企业关键区域人员路径安全监控系统。
技术介绍
企业人员行为安全问题已经成为企业生产中的重中之重，核心问题在于安全制度的不够完善，主要体现于作业人员的违规操作和监控管理人员不能及时有效地发现违规行为，这就为安全事故的产生埋下了祸源。而现阶段安防监控系统虽然能实时、形象、真实的反应场区中的被监控对象，但是不能为管理人员提供有效的位置信息，存储设备存储的大量视频信息又不便于管理人员查询，监控的工作大多还是由人眼去识别，违章违规操作信息还处于人为判断的阶段。这样不仅大大加重了监控人员的工作负担，同时还不利于企业生产安全制度的完善，最主要的是没有实现真正意义上的监控。我们希望找到一种既可以减轻管理人员负担又能规范作业人员现场工作的监控方法，能在实时、形象、真实反应作业人员行为信息的情况下，为管理人员提供准确的作业人员位置、直观的监控区域信息和有效的违规信息。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所述问题，本技术提供一种企业关键区域人员路径安全监控系统，以作业人员位置信息为基础，实现了实时准确的人员定位；以监控区域和设备的世界坐标为基准，实现了场区平面俯视图模型的建立；以作业票输入信息为根据，实现了监控区域内规范路径、危险区域和工作区域的规划；实现了有效视频记录信息的快速追溯。既保证了监控系统的实时性，还实现了高效的监控管理和规范的操作行为。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案实现：一种企业关键区域人员路径安全监控系统，包括图像采集装置、图像处理装置、输出报警装置和视频监控装置；所述图像处理装置为NICompactRIO嵌入式系统，包括嵌入式控制器和可编程FPGA以及工业I/O模块，图像处理装置内嵌实时操作系统；所述图像采集装置包括交换机和多个网络摄像头，网络摄像头通过交换机与图像处理装置相连接；所述视频监控装置包括工控机和显示器，工控机与图像处理装置进行通讯连接；所述输出报警装置为报警器，图像处理装置通过I/O口与输出报警装置连接；所述图像处理装置分别与图像采集装置、输出报警装置、视频监控装置连接，构成企业关键区域人员路径安全监控系统。所述图像采集装置以图像信息的形式实时采集区域内作业人员的行为信息，图像处理装置对获取的图像数据进行处理并将信息分别传送到视频监控装置和输出报警装置。所述图像处理装置的嵌入式系统内含非线性透镜畸变校正算法和非线性拟合标定法以及快速检索法，非线性透镜畸变校正算法校正每个采集图像ROI(有效区域)，非线性拟合标定法使图像中的像素坐标与世界坐标之间形成映射关系，根据实际设备和监控区域的世界坐标将图像采集装置获取图像信息中的坐标进行拼接，构成完整场区的监控俯视图；快速检索算法进行有效路径视频记录信息的快速追溯。所述的输出报警装置将图像处理装置处理后的报警信息用电信号的形式通过报警器反馈给监控管理人员及作业人员。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、在监控管理过程中，保证了实时视频的监控，利用基于非线性拟合标定法还可以准确地反应出作业人员位置信息，给监控管理人员提供了有效的人员定位信息，便于监控管理人员及时地发现监控区域出现的异常情况。2、在监控管理过程中，根据实际设备和区域的世界坐标建立的整个场区的平面俯视图，不仅可以为管理人员反映直观的监控区域信息，还便于管理人员对监控全局进行指挥和管理。3、在监控管理过程中，根据具体作业票信息设置的安全作业图，规范作业人员工作行为(工作行为即通过规范路径到达工作区域进行正规操作)。同时可实现违规报警及记录，达到了智能监控的目的。4、在监控管理过程中，利用快速检索追溯录像记录，可以为监控管理人员快速地提供有效的记录信息，从而达到完善监管制度的目的。附图说明图1本技术的系统原理示意图；图2本技术的系统结构示意图；图3本技术的非线性拟合标定法流程图；图4本技术的基于非线性拟合标定法建立的场区俯视图；图5本技术的快速检索方法流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术提供的具体实施方式进行详细说明。如图1所示，一种企业关键区域人员路径安全监控系统，包括图像采集装置、图像处理装置、输出报警装置和视频监控装置；如图2所示，所述图像处理装置为NICompactRIO嵌入式系统，包括嵌入式控制器和可编程FPGA以及工业I/O模块，图像处理装置内嵌实时操作系统；实现了图像处理及整个场区标定的功能，使图像像素坐标与世界坐标之间形成映射关系。所述图像采集装置包括交换机和多个网络摄像头，网络摄像头通过交换机与图像处理装置相连接；从而达到汇总网络摄像头采集不同图像信息的目的。所述视频监控装置包括工控机和显示器，工控机与图像处理装置进行通讯连接；所述输出报警装置为报警器，图像处理装置通过I/O口与输出报警装置连接；报警器设置于监控区域和监控室。所述图像处理装置分别与图像采集装置、输出报警装置、视频监控装置连接，构成企业关键区域人员路径安全监控系统；所述图像采集装置以图像信息的形式实时采集区域内作业人员的行为信息，图像处理装置对获取的图像数据进行处理并将信息分别传送到视频监控装置和输出报警装置；所述图像处理装置的嵌入式系统内含非线性透镜畸变校正算法和非线性拟合标定法以及快速检索法，非线性透镜畸变校正算法校正每个采集图像ROI(有效区域)，非线性拟合标定法使图像中的像素坐标与世界坐标之间形成映射关系，根据实际设备和监控区域的世界坐标将图像采集装置获取图像信息中的坐标进行拼接，构成完整场区的监控俯视图；快速检索算法进行有效路径视频记录信息的快速追溯。所述的输出报警装置将图像处理装置处理后的报警信息用电信号的形式通过报警器反馈给监控管理人员及作业人员。一种企业关键区域人员路径安全监控方法，包括以下方法：(1)非线性拟合标定法，图3为非线性拟合标定法流程图；步骤一、在离线的情况下，将每个摄像头获取初始图片，传递给图像处理装置；步骤二、图像处理装置中的图像处理软件对图片内的有效区域进行透镜误差和非线性透镜畸变的校正即图片预处理；步骤三、图像处理装置中的图像处理软件在每个摄像头获取的初始图片中的有效区域内铺设标准网格，网格的疏密程度由样本训练时采样点的多少决定，根据用户的具体要求可进行调节；步骤四、图像处理软件会在畸变校正后的初始图片标准网格内进行采点即采集训练样本；步骤五、基于非线性拟合标定法对采集的样本进行训练，使像素坐标与世界坐标形成映射；进一步，非线性拟合标定公式如下：其中Xi和Yi为训练样本的世界坐标，xi和yi为训练样本的像素坐标i∈(1,n+1)。通过样本训练求解方程，确定拟合系数aj和bj其中j∈(0,n)，通过最小二乘法修正拟合系数aj，即误差平法和最小。公式如下：同理修正拟合系数bj，确定拟合系数aj和bj其中j∈(0,n)，实现像素坐标与世界坐标之间的映射；步骤六、将每个图片的训练结果即参数Origin、XAxisPoint和拟合系数保存在图像处理软件中；进一步，参数Origin为训练后的原点坐标，参数XAxisPoint为训练后的x轴上一点坐标；保存参数的目的在于：使Origin的坐标与标准网格原点(默认左上采样点为原点)重合，使x轴与标准网格的水平方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种企业关键区域人员路径安全监控系统，包括图像采集装置、图像处理装置、输出报警装置和视频监控装置；其特征在于，所述图像处理装置为NI CompactRIO嵌入式系统，包括嵌入式控制器和可编程FPGA以及工业I/O模块，图像处理装置内嵌实时操作系统；所述视频监控装置包括工控机和显示器，工控机与图像处理装置进行通讯连接；所述图像处理装置分别与图像采集装置、输出报警装置、视频监控装置连接，构成企业关键区域人员路径安全监控系统。

【技术特征摘要】
1.一种企业关键区域人员路径安全监控系统，包括图像采集装置、图像处理装置、输出报警装置和视频监控装置；其特征在于，所述图像处理装置为NICompactRIO嵌入式系统，包括嵌入式控制器和可编程FPGA以及工业I/O模块，图像处理装置内嵌实时操作系统；所述视频监控装置包括工控机和显示器，工控机与图像处理装置进行通讯连接；所述图像处理装置分别与图像采集装置、输出报警...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少川，李健卓，阎相伊，陈雪波，徐思鸿，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21