施工现场安全帽佩戴情况监控方法技术

本发明专利技术公开了一种施工现场安全帽佩戴情况监控方法，该监控方法所使用的硬件至少包括：高速球摄像机、监控装置、显示装置；该监控方法至少包括：监控图像的采集、监控图像的处理以及数据的统计和显示；监控图像的采集包括控制摄像机进行连续拍摄；监控图像的处理包括：目标的标记和安全帽的识别；目标的标记包括：获得二值化当前前景、标记和跟踪代表人的运动目标；安全帽的检测和识别基于目标的标记，而数据的统计和显示则根据安全帽的检测和识别进行统计和计算；本发明专利技术的监控方法通过基于视觉的检测方法对施工现场入口处的佩戴安全帽的情况进行监控，该监控方法能够实现自动检测和监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监控方法，具体涉及一种。
技术介绍
安全帽作为一种个人头部防护用品，能有效地防止和减轻操作人员在生产作业中遭受坠落物体或自坠落时对人体头部的伤害。道路施工现场施工人员佩戴安全帽是一种必须的安全措施，能在一定程度上保障施工人员的人身安全。道路施工现场带各种颜色安全帽人数检测统计具有重要意义。通过对进出施工现场的佩戴不同颜色安全帽的施工人员的统计，能方便实现资源的合理分配，有效进行人员管理；发现没带安全帽的工人及时发出告警，在一定程度上保障施工人员的安全。但是由于施工现场条件恶劣，场景复杂，目前还基本上是通过人工监视来实现对施工人员佩戴安全帽情况进行监控的，这样耗费了许多人力物力，还没有有效的智能的自动检测方法来解决这个问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够有效智能自动监控。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案: 一种，监控方法所使用的硬件至少包括:高速球摄像机、监控装置、显示装置；监控方法至少包括:监控图像的采集、监控图像的处理以及数据的统计和显示；监控图像的采集包括控制高速球摄像机进行连续拍摄；监控图像的处理包括:目标的标记和安全帽的识别；目标的标记包括:获得二值化当前前景、标记和跟踪代表人的运动目标，获得二值化当前前景包括如下步骤:监控装置根据背景图像序列获得当前背景；监控装置将当前帧图像与当前背景图像做差，得到当前前景；监控装置将当前前景进行二值化处理，得到二值化当前前景；标记和跟踪代表人的运动目标包括:标记目标的判定、标记目标的跟踪、标记目标的方向标记；标记目标的判定是指监控装置对二值化当前前景中的目标进行判定，如果目标的外接矩形符合设定的阈值则认为该目标为表示人，监控装置将该目标通过标记使之在监控装置中被记录为标记目标；标记目标的跟踪是指监控装置将二值化当前前景中的每个目标与上一个二值化当前前景中的每个标记目标进行对比，如果当前帧的一个目标外接矩形与上一帧某个目标的外接矩形的交叠面积大于设定百分比并且二者大小的差异在预设范围内，则认为二者是同一目标，将上一帧图像中与之匹配的目标的标记传递给当前帧图中的该目标，如果当前帧的一个目标在上一帧图像的所有目标中没有搜索到可以匹配的目标则认为当前帧图像中该目标是第一次出现，则将对该目标进行的标记目标判定处理；标记目标的方向标记是指在跟踪标记目标的同时根据标记目标的外接矩形的几何中心的实时坐标的变化确定标记目标的运动方向并将运动方向信息标附加在该标记目标的数据信息中作为标记目标的方向标记；安全帽的识别包括:监控装置检测位于检测区域中所划设的检测线之间的所有标记目标是否为重检目标，若是则放弃该标记目标，若否则对该标记目标进行安全帽检测；安全帽检测包括如下步骤:对标记目标的外接矩形中划取其上部预设比例部分的区域作为安全帽潜在区域；在安全帽潜在区域寻找预设颜色范围内的像素点，并以其颜色对应的编号为这些像素点进行标记；将具有相同编号的点的轮廓找出，舍去其中形状、尺寸、离散度不符合安全帽轮廓阈值的轮廓，余下的则认为是代表安全帽的轮廓，并根据其中点的编号得到其所代表颜色的编号即该人所佩戴安全帽的颜色，若是没有得到任何一个可以代表安全帽的轮廓则认为该代表人的运动目标中没有包含安全帽，则认为该人没有带安全帽，此时监控装置发出警告；数据的统计和显示包括如下内容:监控装置每天从工作时间开始创建当天进出该入口施工人员佩戴各种安全帽的数据日志，初始值均为零，监控装置进行监控工作时将从每帧识别出佩戴各种安全帽人数的统计数据情况实时累加到系统数据日志的历史数据中，并且监控装置2实时统计进出该入口带每种颜色安全帽施工人员的数目，并将统计结果实时的传输给显示装置显/Jn ο进一步地，如果当前帧图像是监控装置启动后的首张图像，监控装置则采用混合高斯背景模型的方法对背景图像序列进行处理获得整个监控过程中的首张当前背景。进一步地，监控装置在启动后为了从第N+1帧开始进行监控，其先采集N帧图像以生成首张当前背景，N的取值为100到300。进一步地，如果当前帧图像为监控装置启动后的首张图像之后的图像，监控装置则采用滑动平均模型的方法对背景图像序列进行处理获得实时的当前背景。进一步地，在标记目标的判定处理中标记的方法是为被判定为人的目标的矩形框赋予一种颜色，该颜色通过赋予其R、G、B三个通道的值来确定，监控装置通过记录该颜色数据记录该目标。进一步地，在标记目标的判定处理中，监控装置判定该目标是否为人的阈值包括:目标的外接矩形的面积、目标前景中的点数、目标前景与其外接矩形比例、目标前景的竖直积分投影中波峰波谷数目中一种或几种。进一步地，安全帽的识别中的检测标记目标是否为重检目标具体包括以下内容:设置两个列表，一个是包含所有当前在检测线之间的标记目标，为当前目标列表，另一个是包含所有上一帧图像在检测线之间的标记目标，为上一帧目标列表，这两个列表再监控状态开始时均设为清空状态；如果当前目标列表不为空且上一帧目标列表不为空，则将当前目标列表中的标记目标与上一帧目标列表中的目标逐个做比较，判断当前帧目标列表中的每个目标是否与上一帧目标列表中的任一目标距离都大于预设阈值，若否则认为该目标已在上一巾贞被检测过，是重检目标，若是则认为该目标不是重检目标；如果上一巾贞目标列表为空，则默认当前目标列表中的目标都不是重检目标；在将当前目标列表与上一帧目标列表比较结束后将当前目标列表赋给上一帧目标列表，为下一帧判断重检目标做准备。进一步地，安全帽的识别中安全帽检测包括如下步骤:对标记目标的外接矩形中划取其上部预设比例部分的区域作为安全帽潜在区域；在安全帽潜在区域寻找预设颜色范围内的像素点，并以其颜色对应的编号为这些像素点进行标记；将具有相同编号的点的轮廓找出，舍去其中形状、尺寸、离散度不符合安全帽轮廓阈值的轮廓，余下的则认为是代表安全帽的轮廓，并根据其中点的编号得到其所代表颜色的编号即该人所佩戴安全帽的颜色，若是没有得到任何一个可以代表安全帽的轮廓则认为该代表人的运动目标中没有包含安全帽，则认为该人没有带安全帽，此时系统发出警告。进一步地，在数据的统计和显示控制中，监控装置根据每个标识目标的方向标记的得到其是进入还是出去的人，并根据它的颜色标记得到其所佩戴安全帽的颜色，则最终统计结果包括实时进出该被监测入口佩戴每种帽子的人数，以及进出该被监测入口佩戴每种帽子的累积人数。进一步地，闻速球摄像机摄像的速度为每秒5到20中贞。本专利技术的有益之处在于:本专利技术的监控方法通过基于视觉的检测方法对施工现场入口处的佩戴安全帽的情况进行监控，该监控方法能够克服施工现场条件恶劣，场景复杂所带来的影响，在节省了人力投入的前提下，并且实现了有效的智能的自动检测和监控。【附图说明】图1是本专利技术的监控方法的所需的监控区域的示意图； 图2是本专利技术的监控方法所使用硬件示意图。【具体实施方式】以下结合说明书附图以及具体实施例，对本专利技术做进一步介绍: 参照图1所示，本专利技术的安全监控方法所依赖的硬件至少包括:高速球摄像机1、监控装置2、显示装置3。其中，高速球摄像机I通过支架或立柱设置在所要监控区域的入口区域A，使其距离地面8到10米的距离，适当设置高速球摄像机I视角范围和入口区本文档来自技高网...

【技术保护点】
施工现场安全帽佩戴情况监控方法，其特征在于，所述监控方法所使用的硬件至少包括：摄像机、监控装置、显示装置；所述监控方法至少包括：监控图像的采集、监控图像的处理以及数据的统计和显示；所述监控图像的采集包括控制摄像机进行连续拍摄；所述监控图像的处理包括：目标的标记和安全帽的识别；所述目标的标记包括：获得二值化当前前景、标记和跟踪代表人的运动目标，所述获得二值化当前前景包括如下步骤：所述监控装置根据背景图像序列获得当前背景；所述监控装置将当前帧图像与当前背景图像做差，得到当前前景；监控装置将当前前景进行二值化处理，得到二值化当前前景；所述标记和跟踪代表人的运动目标包括：标记目标的判定、标记目标的跟踪、标记目标的方向标记；所述标记目标的判定是指监控装置对二值化当前前景中的目标进行判定，如果目标的外接矩形符合设定的阈值则认为该目标为表示人，监控装置将该目标通过标记使之在监控装置中被记录为标记目标；标记目标的跟踪是指所述监控装置将二值化当前前景中的每个目标与上一个二值化当前前景中的每个标记目标进行对比，如果当前帧的一个目标外接矩形与上一帧某个目标的外接矩形的交叠面积大于设定百分比并且二者大小的差异在预设范围内，则认为二者是同一目标，将上一帧图像中与之匹配的目标的标记传递给当前帧图中的该目标，如果当前帧的一个目标在上一帧图像的所有目标中没有搜索到可以匹配的目标则认为当前帧图像中该目标是第一次出现，则将对该目标进行所述的标记目标判定处理；标记目标的方向标记是指在跟踪标记目标的同时根据标记目标的外接矩形的几何中心的实时坐标的变化确定标记目标的运动方向并将运动方向信息标记附加在该标记目标的数据信息中作为标记目标的方向标记；安全帽的识别包括：监控装置检测位于检测区域中所划设的检测线之间的所有标记目标是否为重检目标，若是则放弃该标记目标，若否则对该标记目标进行安全帽检测；安全帽检测包括如下步骤：对标记目标的外接矩形中划取其上部预设比例部分的区域作为安全帽潜在区域；在安全帽潜在区域寻找预设颜色范围内的像素点，并以其颜色对应的编号为这些像素点进行标记；将具有相同编号的点的轮廓找出，舍去其中形状、尺寸、离散度不符合安全帽轮廓阈值的轮廓，余下的则认为是代表安全帽的轮廓，并根据其中点的编号得到其所代表颜色的编号即该人所佩戴安全帽的颜色，若是没有得到任何一个可以代表安全帽的轮廓则认为该代表人的运动目标中没有包含安全帽，则认为该人没有带安全帽，此时监控装置发出警告；数据的统计和显示包括如下内容：监控装置每天从工作时间开始创建当天进出该入口施工人员佩戴各种安全帽的数据日志，初始值均为零，监控装置进行监控工作时将每帧识别出佩戴各种安全帽人数的统计数据情况实时累加到系统数据日志的历史数据中，并且监控装置2实时统计进出该入口带每种颜色安全帽施工人员的数目，并将统计结果实时的传输给显示装置显示。...

【技术特征摘要】
1.施工现场安全帽佩戴情况监控方法，其特征在于，所述监控方法所使用的硬件至少包括:摄像机、监控装置、显示装置；所述监控方法至少包括:监控图像的采集、监控图像的处理以及数据的统计和显示；所述监控图像的采集包括控制摄像机进行连续拍摄；所述监控图像的处理包括:目标的标记和安全帽的识别；所述目标的标记包括:获得二值化当前前景、标记和跟踪代表人的运动目标，所述获得二值化当前前景包括如下步骤:所述监控装置根据背景图像序列获得当前背景；所述监控装置将当前帧图像与当前背景图像做差，得到当前前景；监控装置将当前前景进行二值化处理，得到二值化当前前景；所述标记和跟踪代表人的运动目标包括:标记目标的判定、标记目标的跟踪、标记目标的方向标记；所述标记目标的判定是指监控装置对二值化当前前景中的目标进行判定，如果目标的外接矩形符合设定的阈值则认为该目标为表示人，监控装置将该目标通过标记使之在监控装置中被记录为标记目标；标记目标的跟踪是指所述监控装置将二值化当前前景中的每个目标与上一个二值化当前前景中的每个标记目标进行对比，如果当前帧的一个目标外接矩形与上一帧某个目标的外接矩形的交叠面积大于设定百分比并且二者大小的差异在预设范围内，则认为二者是同一目标，将上一帧图像中与之匹配的目标的标记传递给当前帧图中的该目标，如果当前帧的一个目标在上一帧图像的所有目标中没有搜索到可以匹配的目标则认为当前帧图像中该目标是第一次出现，则将对该目标进行所述的标记目标判定处理；标记目标的方向标记是指在跟踪标记目标的同时根据标记目标的外接矩形的几何中心的实时坐标的变化确定标记目标的运动方向并将运动方向信息标记附加在该标记目标的数据信息中作为标记目标的方向标记；安全帽的识别包括:监控装置检测位于检测区域中所划设的检测线之间的所有标记目标是否为重检目标，若是则放弃该标记目标，若否则对该标记目标进行安全帽检测；安全帽检测包括如下步骤:对标记目标的外接矩形中划取其上部预设比例部分的区域作为安全帽潜在区域；在安全帽潜在区域寻找预设颜色范围内的像素点，并以其颜色对应的编号为这些像素点进行标记；将具有相同编号的点的轮廓找出，舍去其中形状、尺寸、离散度不符合安全帽轮廓阈值的轮廓，余下的则认为是代表安全帽的轮廓，并根据其中点的编号得到其所代表颜色的编号即该人所佩戴安全帽的颜色，若是没有得到任何一个可以代表安全帽的轮廓则认为该代表人的运动目标中没有包含安全帽，则认为该人没有带安全帽，此时监控装置发出警告；数据的统计和显示包括如下内容:监控装置每天从工作时间开始创建当天进出该入口施工人员佩戴各种安全帽的数据日志，初始值均为零，监控装置进行监控工作时将每帧识别出佩戴各种安全帽人数的统计数据情况实时累加到系统数据日志的历史数据中，并且监控装置2实时统计进出该入口带每种颜色安全帽施工人员的数目，并将统计结果实时的传输给显示装置显示。2.根据权利要求1所述的施工现场安全帽佩戴情况监控方法，其特征在于，如果当前帧图像是监控装置启动后首张图像，监控装置则采用混合高斯背景模型的方法对背景图像序列进行处理获得整个监控过程中的首张当前背景。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐全珍，姜培源，刘云波，夏明，马俊，
申请(专利权)人：江苏省南京市公路管理处公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32