本發(fā)明涉及圖像處理，具體為高處作業(yè)培訓(xùn)考核用人工智能監(jiān)控動作系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高處作業(yè)是指在墜落高度基準(zhǔn)面2米以上（含2米）有可能墜落的高度的作業(yè)。為了保障高處作業(yè)人員的人身安全，規(guī)定從事高處作業(yè)的人員必須經(jīng)過專門的安全培訓(xùn)并通過考核取得相應(yīng)的資格證書。在培訓(xùn)考核中，人工智能動作監(jiān)控系統(tǒng)可以代替人眼進行監(jiān)控，對違規(guī)動作進行預(yù)警。

2、在進行高空作業(yè)時，雙手是維持身體平衡的重要支撐點。當(dāng)雙手都脫離支撐物時，身體的平衡性就會降低，容易發(fā)生晃動甚至傾倒，因此遵循非必要不騰空的準(zhǔn)則，但在一些高空安裝作業(yè)時，需要短暫地騰出手來操作工具?，F(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)只要雙手松開就會觸發(fā)預(yù)警或是松開設(shè)定時間觸發(fā)預(yù)警，并不能根據(jù)具體的作業(yè)內(nèi)容進行判定，并且人體重心是否處于安全位置也與是否可松開雙手有關(guān)，現(xiàn)有技術(shù)并不能具體分析是否安全。因此，設(shè)計可具體分析的高處作業(yè)培訓(xùn)考核用人工智能監(jiān)控動作系統(tǒng)是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供高處作業(yè)培訓(xùn)考核用人工智能監(jiān)控動作系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：高處作業(yè)培訓(xùn)考核用人工智能監(jiān)控動作系統(tǒng)，包括視覺監(jiān)控模塊、危險判定模塊、預(yù)警模塊，所述視覺監(jiān)控模塊用于利用多個攝像機環(huán)視的方法對考核人員進行監(jiān)控和動作識別，所述危險判定模塊用于判定當(dāng)前考核人員的身體重心位置，以及判定當(dāng)前的雙手離開狀態(tài)是否處于危險情況，所述預(yù)警模塊用于對考核人員處于危險動作和姿態(tài)時進行預(yù)警。

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述視覺監(jiān)控模塊包括攝像機、圖像拼接模塊、物體識別模塊、人員檢測模塊、動作識別模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述攝像機與圖像拼接模塊電連接，所述人員檢測模塊與動作識別模塊電連接，多個所述攝像機覆蓋考核區(qū)域的各個高度并對考核區(qū)域進行拍攝，所述圖像拼接模塊用于將不同攝像機拍攝的圖像拼接成一幅完整的全景二維圖像，所述物體識別模塊用于識別監(jiān)控范圍內(nèi)與考核人員接觸的物體，所述人員檢測模塊利用目標(biāo)檢測算法檢測圖像中的考核人員目標(biāo)，所述動作識別模塊用于從跟蹤到的考核人員動作軌跡中提取姿態(tài)特征，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于將采集到的視頻數(shù)據(jù)存儲和管理；

4、所述危險判定模塊包括重心分析模塊、支撐物判定模塊、作業(yè)類型區(qū)分模塊、騰空計時模塊、危險程度計算模塊，所述重心分析模塊于動作識別模塊電連接，所述支撐物判定模塊與重心分析模塊電連接，所述作業(yè)類型區(qū)分模塊和騰空計時模塊與危險程度計算模塊電連接，所述騰空計時模塊與動作識別模塊電連接，所述重心分析模塊用于根據(jù)考核人員的身體姿態(tài)實時分析考核人員的身體重心位置，所述支撐物判定模塊用于判定考核區(qū)域中的物體是否能夠?qū)己巳藛T的身體起到支撐作用，以及判定身體重心與支撐物的偏離度，所述作業(yè)類型區(qū)分模塊用于根據(jù)當(dāng)前考核人員的作業(yè)類型來對雙手騰空允許的時間進行設(shè)定，所述騰空計時模塊用于計算考核人員在作業(yè)時的雙手騰空時間進行統(tǒng)計，所述危險程度計算模塊用于結(jié)合身體重心與支撐物的偏離程度結(jié)合雙手騰空的時間對當(dāng)前考核人員的危險程度進行計算；

5、所述預(yù)警模塊包括語音提醒模塊、安全繩牽引控制單元，所述語音提醒模塊用于在判定考核人員處于一般危險狀態(tài)時進行語音提醒，使其即使糾正動作，所述安全繩牽引控制單元用于在考核人員處于高度危險狀態(tài)時通過控制安全繩對其進行牽引，糾正行為并防止出現(xiàn)意外。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，該監(jiān)控動作系統(tǒng)的工作方法為：

7、s1、當(dāng)進行培訓(xùn)考核作業(yè)時，識別監(jiān)控圖像中的考核人員身體和考核人員踩踏的物體，并將不同攝像機拍攝的圖像拼接成一幅完整的全景二維圖像，將考核人員的身體輪廓在二維坐標(biāo)系中進行建模，其中坐標(biāo)系平面為考核所在的作業(yè)面，橫坐標(biāo)為水平線上的坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為垂直線上的坐標(biāo)；

8、s2、對考核人員的身體姿態(tài)特征進行分析，實時分析考核人員的身體重心位置，并判斷是否處于踩踏的物體上，對是否屬于支撐物和是否允許雙手長時間騰空進行判定；

9、s3、讀取考核人員此時的作業(yè)類型，根據(jù)當(dāng)前考核人員的作業(yè)類型來對雙手騰空允許的時間進行設(shè)定，當(dāng)超出雙手騰空允許的時間時考核人員進行過語音提醒；

10、s4、當(dāng)考核人員的身體重心位置離開踩踏的支撐物上時，計算身體重心與支撐物的垂直距離，對單手騰空允許的時間進行調(diào)整，當(dāng)超過單手騰空允許的時間時，通過語音進行提醒。

11、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s2中，只有當(dāng)考核人員身體動作處于靜止?fàn)顟B(tài)才對身體姿態(tài)特征進行分析，分為以下兩種情況：

12、s2-1、當(dāng)考核人員雙腳踩踏在同一物體上，且身體重心處于踩踏的物體上時，將此時被踩踏的物體標(biāo)記為支撐物，此時允許雙手騰空最大允許時間；

13、s2-2、當(dāng)考核人員雙腳踩踏在不同物體上，且身體重心位于兩個被踩踏物體的垂直距離之間時，將兩個被踩踏的物體均標(biāo)記為支撐物，此時雙手騰空的允許時間在之間進行動態(tài)調(diào)整；

14、s2-3、當(dāng)考核人員身體重心位于兩個被踩踏物體的垂直距離之外，以及身體重心不在被踩踏物體上時，不允許雙手騰空。

15、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s2-2中，在之間進行動態(tài)調(diào)整的具體方法為：兩個支撐物的平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)分別為和，兩者之間的距離為，身體重心的橫坐標(biāo)為，身體重心與兩個支撐物的垂直偏離度為，兩個支撐物的距離越大，以及垂直偏離度越高，都會使身體越容易進入疲勞，，其中為實驗得出的兩個支撐物距離與身體進入疲勞時間的換算系數(shù)，雙手騰空的允許時間，為實驗得出的身體重心偏離度與身體進入疲勞時間的換算系數(shù)。

16、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s3中，將考核人員的作業(yè)類型分為雙手安裝作業(yè)、單手安裝作業(yè)、活動作業(yè)，當(dāng)考核人員的作業(yè)類型為雙手安裝作業(yè)時，根據(jù)s2中的步驟對雙手允許的騰空時間進行判定；當(dāng)考核人員的作業(yè)類型為單手安裝作業(yè)時，只允許以最小時間以下進行雙手騰空，且；當(dāng)考核人員的作業(yè)類型為活動作業(yè)時，不允許出現(xiàn)雙手騰空。

17、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s4中，對單手騰空允許的時間進行調(diào)整的具體方法為：對考核人員單手握持的位置橫坐標(biāo)進行記錄，分為以下兩種情況：

18、s4-1、當(dāng)身體重心的橫坐標(biāo)處于單手握持的位置橫坐標(biāo)與支撐物和的中間位置之間時，此時處于單手受壓握持狀態(tài)，單手握持位置越遠(yuǎn)越費力，單手允許騰空時間，其中為單手受壓握持下身體疲勞的時間系數(shù)；

19、s4-2、當(dāng)身體重心的橫坐標(biāo)處于單手握持的位置橫坐標(biāo)與支撐物和的中間位置之外時，此時處于單手受拉握持狀態(tài)，單手握持位置越遠(yuǎn)越省力，單手允許騰空時間，其中為單手受拉握持下身體疲勞的時間系數(shù)。

20、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s3中，當(dāng)不允許雙手騰空的情況下出現(xiàn)雙手騰空時，判斷處于高度危險狀態(tài)，立即通過控制安全繩對其進行牽引；所述s4中，當(dāng)雙手騰空時立即通過控制安全繩對其進行牽引。

21、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s3中，考核人員的作業(yè)類型還包括坐式作業(yè)，當(dāng)考核人員的作業(yè)類型為坐式作業(yè)時，動作識別模塊只檢測上半身的動作情況，并且只以上半身參與身體重心的計算，將此時被坐著的物體標(biāo)記為支撐物，如果身體重心的橫坐標(biāo)不超過支撐物的左右橫坐標(biāo)范圍，允許雙手騰空最大允許時間，如果身體重心的橫坐標(biāo)超過支撐物的左右橫坐標(biāo)范圍，不允許出現(xiàn)雙手騰空。

22、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述騰空計時模塊在判斷雙手是否騰空時，首先識別考核人員兩只手旁邊的物體，并利用動作識別模塊判斷是否接觸物體和手指是否處于彎曲動作，如果判斷沒有接觸和接觸了但沒有處于彎曲動作的情況，判定這只手為騰空狀態(tài)。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明，通過對考核人員的身體姿態(tài)進行分析，得出人體重心位置是否處于支撐物上以及身體重心與支撐物的垂直距離，結(jié)合當(dāng)前考核的作業(yè)類型得出當(dāng)前作業(yè)允許的雙手騰空時間，對松開雙手持續(xù)時間的安全指數(shù)進行計算，對當(dāng)前松開雙手的行為進行具體分析和預(yù)警，更加結(jié)合實際。