施工现场的人机碰撞预警方法及系统技术方案

本公开是关于一种施工现场的人机碰撞预警方法及系统，系统包括：数据采集模块，通过设置在施工现场的移动式机械设备上的多个双目摄像头和多个传感器分别采集施工现场的当前图像数据、深度图像数据和机械设备的运动数据；处理模块，对每个当前图像数据进行分析处理，以确定每个当前图像数据中的工人轮廓像素坐标，根据工人轮廓像素坐标、深度图像数据和对应的机械设备的运动数据确定每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合；风险识别模块，根据每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合，识别当前图像数据对应的风险等级；预警模块，根据风险等级，确定对应的人机碰撞预警提示方式进行提示。

【技术实现步骤摘要】
施工现场的人机碰撞预警方法及系统
本公开涉及施工现场的安全监测
，尤其涉及一种施工现场的人机碰撞预警方法及系统。
技术介绍
随着建筑业施工技术的发展，越来越多的移动式施工机械被运用在作业现场，例如挖掘机、铲车、起重机等等。移动式施工机械的运用为工地现场引入了人机碰撞的风险。施工现场与碰撞相关的事故占总体事故的22%，人机碰撞逐渐成为工地事故的主要原因之一。施工现场人机碰撞事故发生的原因在于以下两点原因。第一是机械由于工作任务的需要可能处于整体或部分运动的状态，如铲车在铲土时整体前进或后退、吊车在吊装时伸长吊臂或旋转吊机；第二是工人由于工作任务需要或场地条件限制件在机械附近进行工作，如绳索工捆绑吊车吊装的物料、工人和机械同时在狭小的场地内工作。当工人与机械在同一时空范围内相互接近并小于一定阈值时即工人进入机械危险区域形成人机碰撞风险。施工现场机械在正常作业时涉及大量整体或部分运动的情况，所以控制移动式机械人机碰撞风险的核心在于控制在危险区作业人员的数量与种类构成的组合。作业工人的种类由安全帽的颜色进行区分，红色安全帽代表技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，包括：/n数据采集模块，用于通过设置在施工现场的移动式机械设备上的多个双目摄像头和多个传感器分别采集施工现场的当前图像数据、深度图像数据和机械设备的运动数据；/n处理模块，连接至所述数据采集模块，用于对每个当前图像数据进行分析处理，以确定每个当前图像数据中的工人轮廓像素坐标，并根据所述工人轮廓像素坐标、深度图像数据和对应的机械设备的运动数据确定每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合；/n风险识别模块，连接至所述处理模块，用于根据所述每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合，识别所述当前图像数据对应...

【技术特征摘要】
1.一种施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于通过设置在施工现场的移动式机械设备上的多个双目摄像头和多个传感器分别采集施工现场的当前图像数据、深度图像数据和机械设备的运动数据；
处理模块，连接至所述数据采集模块，用于对每个当前图像数据进行分析处理，以确定每个当前图像数据中的工人轮廓像素坐标，并根据所述工人轮廓像素坐标、深度图像数据和对应的机械设备的运动数据确定每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合；
风险识别模块，连接至所述处理模块，用于根据所述每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合，识别所述当前图像数据对应的风险等级，其中，风险等级包括高风险等级、中等风险等级和低风险等级；
预警模块，连接至所述风险识别模块，用于根据所述风险等级，确定对应的人机碰撞预警提示方式进行提示。


2.根据权利要求1所述的施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，所述处理模块包括：
降噪单元，用于对每个当前图像数据进行数据降噪处理，以得到处理后的图像数据；
计算单元，用于采用MASK-RCNN算法对处理后的图像数据进行计算，以获得所述图像数据中的每个工人的工人轮廓像素坐标；
距离确定单元，用于根据所述工人轮廓像素坐标的中心点坐标、所述深度图像数据确定每个工人和对应的机械设备之间的距离；
级别确定单元，用于根据每个工人和对应的机械设备之间的距离和所述机械设备的运动数据识别每个工人对应的目标风险距离级别，并删除距离大于风险距离阈值的工人的识别结果；
个数确定单元，用于根据每个未删除工人的所述目标风险距离级别和预设的风险距离级别与像素点个数的对应关系，确定与所述目标风险距离级别对应的目标像素点个数；
数值确定单元，用于按照所述目标像素点个数，从所述工人轮廓像素坐标的顶点下方获取像素点作为颜色锚点，以确定所述工人的安全帽的HSV数值；
颜色判断单元，用于根据所述安全帽的HSV数值判断所述工人的安全帽的颜色，以得到每个当前图像数据对应的安全帽的颜色组合。


3.根据权利要求1所述的施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，所述风险识别模块包括：
获取单元，用于获取海量图像数据和每个图像数据对应的工人安全帽的颜色组合；
聚类单元，用于通过聚类算法对所述海量图像数据中工人安全帽的颜色组合出现的频次进行聚类处理，以将所述海量图像数据划分为低频次组合、中等频次组合和高频次组合；
查找单元，用于在所述海量图像数据对应的工人安全帽颜色组合中查找与所述每个当前图像数据中工人的安全帽颜色组合对应的目标组合，得到查找结果；
风险确定单元，用于根据查找结果确定当前图像数据对应的风险等级。


4.根据权利要求3所述的施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，所述风险确定单元还用于：
当查找到所述目标组合时，根据所述目标组合所属的频次组合确定对应的风险等级；
其中，低频次组合对应高风险等级、中等频次组合对应中等风险等级，高频次组合对应低风险等级；
当未查找到所述目标组合时，确定对应的风险等级为高风险等级。


5.根据权利要求1所述的施工现场的人机碰撞预警系统，其特征在于，所述预警模块用于：
当所述风险等级为高风险等级时，输出蜂鸣和语音提示，以提示工人降低安全风险。


6.一种施工现场的人...

【专利技术属性】
技术研发人员：方东平，古博韬，吴言坤，张顶立，郭红领，黄玥诚，苗春刚，陈健正，周予启，
申请(专利权)人：清华大学，中铁十四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11