本發(fā)明涉及工業(yè)安全監(jiān)控，具體涉及一種筒類設(shè)備生產(chǎn)過程安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、筒類設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用廣泛，如熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)筒在煙草加工行業(yè)中可以用于增加煙葉溫度和濕度；烘絲機(jī)的烘筒可以用于煙絲均勻干燥。

2、同時(shí)，筒類設(shè)備的生產(chǎn)過程也較為復(fù)雜。具體來說，首先需要通過卷板機(jī)將鋼板卷曲成卷筒。然后將數(shù)個(gè)卷筒通過焊接緊密地拼接成一個(gè)大筒體。最后在筒體內(nèi)部焊接所需的零部件。在這個(gè)過程中存在較多潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此需要做好一些必要的防護(hù)措施。比如：由于吊裝作業(yè)時(shí)，吊裝物可能滑落，因此吊物下不能站人；操作卷板機(jī)時(shí)，操作人員須佩戴好護(hù)目鏡，避免飛濺物的傷害；外部焊接時(shí)，須嚴(yán)格佩戴焊接工作服、防護(hù)手套和防護(hù)面罩；此外，卷筒表面禁止放置雜物，防止滑落造成下方人員受傷；登高焊接時(shí)須嚴(yán)格佩戴安全帶；內(nèi)部焊接時(shí)，由于作業(yè)空間較為封閉，因此需配備風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)，同時(shí)嚴(yán)格佩戴焊接工作服、防護(hù)手套、防護(hù)面罩。

3、目前人工監(jiān)控方式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)加工過程的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)控，且容易出現(xiàn)漏檢和誤檢現(xiàn)象，也沒有專用于筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的安全監(jiān)控方法和系統(tǒng)。同時(shí)，當(dāng)前的視覺檢測(cè)方法大多無法適應(yīng)多場(chǎng)景、多變化的需求，只能針對(duì)單一的場(chǎng)景，且運(yùn)行復(fù)雜，效率不高。比如專利cn202310818645.5?提出一種基于yolov5的安全焊接系統(tǒng)及方法，包括：機(jī)械手臂和控制模塊，所述機(jī)械手臂上安裝有焊槍，所述控制模塊與所述機(jī)械手臂的控制端連接以控制所述機(jī)械手臂對(duì)待焊接工件進(jìn)行焊接；攝像輸入模塊，用于獲取作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻源數(shù)據(jù)；安全帽檢測(cè)模塊，其上搭載有基于yolov5的第一目標(biāo)檢測(cè)模型，用于對(duì)所述視頻源數(shù)據(jù)中的作業(yè)人員進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)作業(yè)人員是否佩戴安全帽進(jìn)行識(shí)別，輸出安全帽檢測(cè)結(jié)果；工件質(zhì)檢模塊，其上搭載有基于yolov5的第二目標(biāo)檢測(cè)模型，用于對(duì)所述視頻源數(shù)據(jù)中的工件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，輸出焊接質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果；顯示模塊，用于可視化顯示所述安全帽檢測(cè)結(jié)果和所述焊接質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果。

4、因此亟需一種專用于能夠自動(dòng)識(shí)別筒類設(shè)備整個(gè)生產(chǎn)過程中安全風(fēng)險(xiǎn)的方法，以提高生產(chǎn)安全性和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種專用于筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過全流程實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的安全行為，能夠有效預(yù)警并預(yù)防安全事故的發(fā)生，進(jìn)而提高整體生產(chǎn)安全水平和生產(chǎn)效率；并且在監(jiān)控識(shí)別中，進(jìn)行分段識(shí)別，先判斷流程段，再針對(duì)不同流程段的不同安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步識(shí)別監(jiān)控，有效的降低識(shí)別的復(fù)雜度，且更快速和精準(zhǔn)的識(shí)別生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明公開了一種筒類設(shè)備生產(chǎn)過程安全監(jiān)控方法，包括以下步驟：

4、步驟一：實(shí)時(shí)采集筒類設(shè)備生產(chǎn)區(qū)域的視頻流，并上傳；

5、步驟二：根據(jù)視頻流信息自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前作業(yè)內(nèi)容屬于生產(chǎn)過程的哪個(gè)流程段，流程段包括吊裝段、卷筒成型段、外部焊接段、內(nèi)部焊接段；若沒有識(shí)別結(jié)果，返回步驟一，持續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)；若有識(shí)別結(jié)果，根據(jù)識(shí)別出的流程段，調(diào)用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)算法識(shí)別流程段生產(chǎn)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)；

6、步驟三：將步驟二得到的識(shí)別結(jié)果，根據(jù)設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)判斷條件輸出安全監(jiān)測(cè)的結(jié)果；若監(jiān)測(cè)結(jié)果為無安全風(fēng)險(xiǎn)，則返回步驟一，持續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)；若檢測(cè)監(jiān)測(cè)為有安全風(fēng)險(xiǎn)，則觸發(fā)安全報(bào)警，然后返回步驟一，持續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)。

7、進(jìn)一步的，步驟二中吊裝段的識(shí)別特征為：行車正在進(jìn)行吊裝作業(yè)，且吊有物體；卷筒成型段的識(shí)別特征為：卷板機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，鋼板正在被卷曲；外部焊接段的識(shí)別特征為：工作人員正在卷筒外部焊接作業(yè)；所述內(nèi)部焊接段的識(shí)別特征為：工作人員正在卷筒內(nèi)部焊接作業(yè)。

8、進(jìn)一步的，所述步驟二的具體實(shí)現(xiàn)方法包括：

9、s21：抽取步驟一采集的視頻中包含吊裝作業(yè)、卷板機(jī)卷板、卷筒外部焊接、卷筒內(nèi)部焊接時(shí)的作業(yè)視頻；將視頻每10幀劃分為一個(gè)片段，為每個(gè)片段標(biāo)注一個(gè)類別，構(gòu)建動(dòng)作識(shí)別數(shù)據(jù)集；

10、s22：抽取步驟一采集的視頻中包含吊鉤、卷筒、人體、護(hù)目鏡、防護(hù)面罩、防護(hù)手套、焊接工作服、安全帶、雜物和風(fēng)機(jī)的目標(biāo)圖像；對(duì)目標(biāo)圖像中的目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)注，生成包含目標(biāo)位置和類別信息的標(biāo)注文件，構(gòu)建目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)集；

11、s23：采用動(dòng)作識(shí)別算法和目標(biāo)檢測(cè)算法分別對(duì)動(dòng)作識(shí)別數(shù)據(jù)集和目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練；

12、s24：利用訓(xùn)練好的動(dòng)作識(shí)別模型和目標(biāo)檢測(cè)模型來識(shí)別當(dāng)前作業(yè)內(nèi)容屬于哪個(gè)流程段，以及該流程段存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

13、進(jìn)一步的，在步驟二中，若當(dāng)前流程段為吊裝段，檢測(cè)吊物下是否站人，具體包括：

14、首先，識(shí)別吊鉤和人，獲得人體檢測(cè)框的坐標(biāo)信息為[ xmin-p， ymin-p， xmax-p， ymax-p]，吊鉤檢測(cè)框的坐標(biāo)信息為[ xmin-h， ymin-h， xmax-h，ymaxh]；

15、其次，計(jì)算吊鉤檢測(cè)框與人體檢測(cè)框中心點(diǎn)的水平歐式距離，

16、

17、最后，若水平歐式距離 d小于指定閾值 dth，則表示吊物下站人；若水平歐式距離 d大于指定閾值 dth，則表示吊物下沒有站人。

18、進(jìn)一步的，步驟二中，若當(dāng)前流程段為卷筒成型段，檢測(cè)卷板機(jī)操作人員是否佩戴護(hù)目鏡；若當(dāng)前流程段為外部焊接段，檢測(cè)卷筒上是否放置雜物，焊接人員是否佩戴焊接工作服、防護(hù)手套和防護(hù)面罩，登高作業(yè)是否佩戴安全帶；若檢測(cè)到卷筒上放置雜物或焊接人員未戴防護(hù)裝備，則直接輸出有安全風(fēng)險(xiǎn)；若卷筒上無雜物且焊接人員佩戴了防護(hù)裝備，則進(jìn)一步判斷是否存在登高作業(yè)，若無登高作業(yè)，則輸出無安全風(fēng)險(xiǎn)；若有登高作業(yè)，則進(jìn)一步判斷是否佩戴安全帶，若沒有佩戴安全帶，則輸出有安全風(fēng)險(xiǎn)。

19、進(jìn)一步的，登高作業(yè)的判斷識(shí)別方法：

20、s31：獲得人體檢測(cè)框的坐標(biāo)信息為[ xmin-p， ymin-p， xmax-p， ymax-p]，卷筒檢測(cè)框的坐標(biāo)信息為[ xmin-r， ymin-r， xmax-r， ymax-r]；

21、s32：計(jì)算人體與卷筒中心點(diǎn)高度差：；

22、s33：計(jì)算人體與卷筒的交并比：，其中，； sp和 sr分別為人體檢測(cè)框與卷筒檢測(cè)框的面積；

23、s32：根據(jù)人體檢測(cè)框與卷筒檢測(cè)框的交并比 iou及中心點(diǎn)的高度差 h判斷人是否處于登高作業(yè)；人在卷筒上登高作業(yè)的判斷條件為： h>hth且 0<iou<iouth， hth為設(shè)定的人體與卷筒中心點(diǎn)高度差閾值， iouth為設(shè)定的人體與卷筒交并比閾值。

24、進(jìn)一步的，步驟二中，若當(dāng)前流程段為內(nèi)部焊接段，檢測(cè)焊接人員是否佩戴焊接工作服、防護(hù)手套和防護(hù)面罩，卷筒外，是否放有風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)；焊接工作服、防護(hù)手套和防護(hù)面罩佩戴，以及風(fēng)機(jī)放置為并行檢測(cè)，只要沒有檢測(cè)到其中的一樣，則觸發(fā)安全報(bào)警。

25、進(jìn)一步的，步驟三中，風(fēng)險(xiǎn)判斷條件包括：吊物下站人；卷板機(jī)操作人員未佩戴護(hù)目鏡；焊接人員未佩戴焊接工作服、防護(hù)手套和防護(hù)面罩；焊接人員登高作業(yè)未佩戴安全帶；焊接人員筒內(nèi)作業(yè)時(shí)沒有風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)。

26、本發(fā)明還公開了一種筒類設(shè)備生產(chǎn)過程安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、安全監(jiān)測(cè)模塊和報(bào)警模塊；

27、所述視頻采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)區(qū)域視頻流；

28、所述安全監(jiān)測(cè)模塊，用于先識(shí)別當(dāng)前作業(yè)內(nèi)容屬于生產(chǎn)過程的哪個(gè)流程段，再根據(jù)不同流程段采用對(duì)應(yīng)的方法檢測(cè)流程段生產(chǎn)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)；

29、所述報(bào)警模塊，根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)觸發(fā)的事件類型進(jìn)行報(bào)警。

30、進(jìn)一步的，所述安全監(jiān)測(cè)模塊包括分類子模塊和檢測(cè)子模塊；

31、所述分類子模塊，采用視頻理解算法自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前作業(yè)的流程段，吊裝段、卷筒成型段、外部焊接段或內(nèi)部焊接段；

32、所述檢測(cè)子模塊，針對(duì)各流程段調(diào)用相應(yīng)的檢測(cè)算法識(shí)別不同流程段的安全風(fēng)險(xiǎn)。

33、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

34、1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了筒類設(shè)備生產(chǎn)全過程的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)控，專用于筒類設(shè)備生產(chǎn)，解決現(xiàn)沒有專用于筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的安全監(jiān)控系統(tǒng)的問題。

35、2、本發(fā)明能夠自動(dòng)監(jiān)控識(shí)別生產(chǎn)過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，有效預(yù)警并預(yù)防安全事故的發(fā)生，解決人工監(jiān)控方式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)加工過程的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)控，且容易出現(xiàn)漏檢和誤檢現(xiàn)象的問題。

36、3、本發(fā)明提升了視頻監(jiān)控識(shí)別的效率，在視頻識(shí)別處理中，區(qū)別于現(xiàn)有將生產(chǎn)過程中所有行為、特征進(jìn)行判斷和識(shí)別的方法，基于筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，先判斷流程段，然后再對(duì)具體流程段進(jìn)行判斷，整個(gè)過程分段進(jìn)行，再分析判斷時(shí)能夠聚焦處理，簡(jiǎn)化了判斷和識(shí)別方法，針對(duì)性更強(qiáng)，處理效率更高。

37、4、本發(fā)明設(shè)計(jì)了專用于筒類設(shè)備生產(chǎn)過程的檢測(cè)算法，檢測(cè)效率得到明顯提升。

38、5、本發(fā)明通過對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程不同的場(chǎng)景，按其存在的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)進(jìn)行分類識(shí)別，能夠有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，并降低誤識(shí)率，進(jìn)而提高整體生產(chǎn)安全水平和生產(chǎn)效率。