一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，行人检测摄像机安装在港口设备的四周，每个方向各安装一台行人检测摄像机；行人检测摄像机实时拍摄港口设备的四周的视频流及激光雷达扫描数据统一经由数据交换机传递至嵌入式板卡；由嵌入式板卡检测识别出检测区域内的人形并计算距离，检测的信号由嵌入式板卡输出端电性连接警报器和显示屏；本实用新型专利技术改了传统的视频人工检测的人员防碰撞模式，能够准确、及时的对检测区域内人形进行识别定位并输出报警，并且极大程度避免因人为疲劳、疏忽导致的碰撞事故，较大地提港口装备的装卸效率，进一步实现了港口装备自动化，节省了大量的人力成本。

A humanoid anti-collision alarm system for port equipment based on monocular vision

The utility model discloses a humanoid anti-collision alarm system for port equipment based on monocular vision. The pedestrian detection camera is installed around the port equipment, and a pedestrian detection camera is installed in each direction. The pedestrian detection camera can take real-time video streams around the port equipment and the laser radar scanning data are unified. It is transmitted to the embedded card through data exchange; the human figure in the detection area is detected and identified by the embedded card, and the distance is calculated. The detected signal is electrically connected to the alarm and display screen by the output end of the embedded card; the utility model changes the traditional anti-collision mode of the manual video detection, and can accurately and timely. To identify and locate the human figure in the detection area and output alarms, and to a great extent avoid collision accidents caused by human fatigue and negligence, greatly improve the loading and unloading efficiency of port equipment, further realize the automation of port equipment, and save a lot of manpower costs.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统
本技术涉及一种港口装备人形防碰撞报警系统，特别涉及一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统。
技术介绍
随着港口装卸作业效率的提高，港口机械也随之越变越大。如何在这些庞大的机械快速搬运集装箱时，保证机械本身和港内人员的安全成为了亟待解决的问题。目前，保证人机安全的主要方式是通过在机械周围安装摄像头将监测区域的实时画面传递至司机室，司机通过不断观察这些实时画面了解机械周围的情况从而避免危险的发生。这类系统的主要缺点就是虽然已经通过摄像机进行实时监控，但实际的监控任务仍然需要司机人工进行，这些摄像机所起的作用仅仅是简单的实时监视，提供的信息仅仅是没有经过后期处理分析的原始图像。这样就会造成司机在长时间观察监控画面后产生视觉疲劳，从而产生疏漏。
技术实现思路
本技术要解决的缺陷，提供一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，旨在完成港口大型流动机械-----港口设备的人员防护。在港口设备作业时，当系统检测到设备安全区域内存在人员靠近等情况时，该系统将给予驾驶员听觉和视觉上的警报，以避免因人为疲劳疏忽导致的安全事故。为了解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案：本技术一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，包括行人检测摄像机、激光雷达、数据交换机、嵌入式板卡和显示屏，所述行人检测摄像机安装在港口设备的四周，每个方向各安装一台行人检测摄像机；行人检测摄像机实时拍摄港口设备的四周的视频流及激光雷达扫描数据统一经由数据交换机传递至嵌入式板卡；由嵌入式板卡检测识别出检测区域内的人形并计算距离，检测的信号由嵌入式板卡输出端电性连接警报器和显示屏。作为本技术的一种优选技术方案，港口设备尾部安装有激光雷达，安装激光雷达的位置与行人检测摄像机处于同一竖直位置，以克服行人检测摄像机因存在死区而无法人形识别检测的问题，使本系统的报警更为准确和可靠。作为本技术的一种优选技术方案，嵌入式板卡为带有GPU的图形处理计算板卡，其融合行人检测摄像机采集的视频流及激光雷达扫描的数据，识别出检测区域内的人形及与行人检测摄像机的距离，并通过GPU控制端输出信号；嵌入式板卡利用图像处理技术识别计算出人形位置及与行人检测摄像机距离，若人形距离行人检测摄像机在8m以内，则嵌入式板卡会输出报警信号，警报器根据报警信号，声光提示港口设备司机，并且输出实时画面及识别结果至显示屏上，以供司机查看人形检测的具体方位，起到港口设备人形防碰撞安全防护。作为本技术的一种优选技术方案，显示屏和警报器均安装在港口设备的操控现场；当警报器接收嵌入式板卡的报警信号，声光报警提示港口设备司机，周边有行人；同时显示屏显示四周的行人检测行人检测摄像机所采集的实时视频画面，同时，若在检测区域内检测到人形入侵，则框出人形，输出检测结果。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术能够解决在港口作业过程中由于司机疲劳或者疏忽导致的作业装备与人员碰撞的事故。改了传统的视频人工检测的人员防碰撞模式，能够准确、及时的对检测区域内人形进行识别定位并输出报警，并且极大程度避免因人为疲劳、疏忽导致的碰撞事故，较大地提港口装备的装卸效率，进一步实现了港口装备自动化，节省了大量的人力成本。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。下面根据附图对本技术作进一步详细说明。图1为本技术系统架构图；图2为本技术行人检测摄像机及显示屏的安装位置示意图；图3为本技术检测范围示意图；图中：1、港口设备；2、行人检测摄像机；3、显示屏；4、激光雷达；5、数据交换机；6、嵌入式板卡；7、警报器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-3，本技术公开一种技术方案：一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，包括行人检测摄像机2、激光雷达4、数据交换机5、嵌入式板卡6和显示屏3，所述行人检测摄像机2安装在港口设备1的四周；行人检测摄像机2实时拍摄港口设备1的四周的视频流及激光雷达4扫描数据统一经由数据交换机5传递至嵌入式板卡6；由嵌入式板卡6检测识别出检测区域内的人形并计算距离，检测的信号由嵌入式板卡6输出端电性连接警报器7和显示屏3。港口设备1尾部安装有激光雷达4，安装激光雷达4的位置与行人检测摄像机2处于同一竖直位置，以克服行人检测摄像机2因存在死区而无法人形识别检测的问题，使本系统的报警更为准确和可靠。嵌入式板卡6为带有GPU的图形处理计算板卡，其融合行人检测摄像机2采集的视频流及激光雷达4扫描的数据，识别出检测区域内的人形及与行人检测摄像机2的距离，并通过GPU控制端输出信号；嵌入式板卡利用图像处理技术识别计算出人形位置及与行人检测摄像机2距离，若人形距离行人检测摄像机2在8m以内，则嵌入式板卡会输出报警信号，警报器根据报警信号，声光提示港口设备司机，并且输出实时画面及识别结果至显示屏上，以供司机查看人形检测的具体方位，起到港口设备人形防碰撞安全防护。显示屏3和警报器7均安装在港口设备1的操控现场；当警报器7接收嵌入式板卡6的报警信号，声光报警提示港口设备司机，周边有行人；同时显示屏3显示四周的行人检测摄像机2所采集的实时视频画面，同时，若在检测区域内检测到人形入侵，则框出人形，输出检测结果。1、港口设备；2、行人检测摄像机；3、显示屏；4、激光雷达；5、数据交换机；6、嵌入式板卡；7、警报器工作原理：一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，包括行人检测摄像机2、嵌入式板卡6、数据交换机5、警报器7和显示屏3。行人检测摄像机2安装于港口设备1四周，用于采集港口设备1四周图像视频；激光雷达4安装于港口设备1尾部，与行人检测摄像机2处于同一竖直位置，用于结合行人检测摄像机2，克服物体距离行人检测摄像机2过近时无法识别检测出人形的问题；数据交换机5安装于司机室内，用于将港口设备1四周四路行人检测摄像机2所采集的实时视频流及激光雷达4扫描数据统一于嵌入式板卡6进行通信；嵌入式板卡6安装于司机室内，为带有GPU的图形处理计算板卡，其融合摄像机采集的视频流及激光雷达扫描数据，识别出检测区域内的人形及与摄像机的距离，并输出报警信号；警报器7安装于司机室驾驶台上，其接收嵌入式板卡6的报警信号，通过声光报警提示港口设备1司机在作业区域内有人形侵入；显示屏3同样安装于司机室内驾驶台上，用于显示4路行人检测摄像机2所采集的实时视频画面，同时，若在检测区域内检测到人形入侵，则框出人形，输出检测结果。行人检测摄像机2采用高清网络摄像机。为了保证港口设备1人机防护系统能够覆盖其半径8米内各个方向上的行人检测，在港口设备的前后左右分别安装1台行人检测摄像机2。其中，正面安装相机需要安装在港口设备靠下一点的位置，以防止港口设备作业时产生吊具遮挡。本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，其特征在于，包括行人检测摄像机(2)、激光雷达(4)、数据交换机(5)、嵌入式板卡(6)和显示屏(3)，所述行人检测摄像机(2)安装在港口设备(1)的四周；行人检测摄像机(2)实时拍摄港口设备(1)的四周的视频流及激光雷达(4)扫描数据统一经由数据交换机(5)传递至嵌入式板卡(6)；由嵌入式板卡(6)检测识别出检测区域内的人形并计算距离，检测的信号由嵌入式板卡(6)输出端电性连接警报器(7)和显示屏(3)。

【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，其特征在于，包括行人检测摄像机(2)、激光雷达(4)、数据交换机(5)、嵌入式板卡(6)和显示屏(3)，所述行人检测摄像机(2)安装在港口设备(1)的四周；行人检测摄像机(2)实时拍摄港口设备(1)的四周的视频流及激光雷达(4)扫描数据统一经由数据交换机(5)传递至嵌入式板卡(6)；由嵌入式板卡(6)检测识别出检测区域内的人形并计算距离，检测的信号由嵌入式板卡(6)输出端电性连接警报器(7)和显示屏(3)。2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的港口装备人形防碰撞报警系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖胜前，杨慧，夏祯捷，陈志明，潘庆，陈逸珉，宓超，宓为建，姜军，张志伟，沈阳，凤宇飞，
申请(专利权)人：上海国际港务集团股份有限公司宜东集装箱码头分公司，上海海事大学，
类型：新型
国别省市：上海,31