基于視覺信息識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于遠程通訊與自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可用于大型工廠管理方向的基于視覺信息識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，基于視頻的監(jiān)控管理系統(tǒng)因其自動化程度高、使用方便、判斷準確等特點，迄今已被廣泛應(yīng)用于各類廠房、庫房、博物館等場所的設(shè)備管理領(lǐng)域，通過為各個設(shè)備設(shè)置保險開關(guān)，避免非工作人員對設(shè)備產(chǎn)生誤操作等情況發(fā)生。目前市面上傳統(tǒng)的門禁與設(shè)備管理大多使用射頻卡與人員看管的方式進行管理，射頻卡片的管理方式，容易因其卡片丟失、轉(zhuǎn)借他人等狀況而造成的損失，安排專人管理卻造成設(shè)備使用成本上升等問題，而傳統(tǒng)的指紋識別模塊由于其成本及其存儲等問題，亦使得其難以被廣泛使用于設(shè)備管理方向，僅只能作為門禁、保險等工件使用。綜上所述，傳統(tǒng)的基于視頻的監(jiān)控管理系統(tǒng)大多以人工監(jiān)控為主，其主觀因素影響較大，難以保證24小時對設(shè)備使用等狀況進行全面客觀的統(tǒng)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種基于視覺信息識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)，該模塊系統(tǒng)針對傳統(tǒng)視頻管理系統(tǒng)的缺陷做出整合改進，結(jié)合模式識別與無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實現(xiàn)了設(shè)備使用的在線監(jiān)測與管理功能。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實現(xiàn)方案是這樣的:
[0005]一種基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)，由圖像錄入處理模塊、圖像提取模塊、設(shè)備控制器、數(shù)據(jù)處理中心、云數(shù)據(jù)庫組成，圖像錄入處理模塊、圖像提取模塊和設(shè)備控制器的輸入/輸出端分別與數(shù)據(jù)處理中心對應(yīng)的輸出/輸入端聯(lián)接，數(shù)據(jù)處理中心的輸入/輸出端接至云數(shù)據(jù)庫的輸出/輸入端，云數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換輸出信號通至用戶手機和網(wǎng)絡(luò)終端的WEB網(wǎng)頁顯示的輸入端。
[0006]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，圖像錄入處理模塊由設(shè)置在廠房前臺接待處的用于采集人員頭部信息的攝像頭、帶有存儲器和顯示器的單片機以及GPS通訊模塊組成，攝像頭的圖像輸出信號依次經(jīng)單片機和GPS通訊模塊上傳至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)反饋輸出信號經(jīng)GPS通訊模塊輸接至單片機反饋信號輸入端。該圖像錄入處理模塊負責進入廠房工作人員及參觀人員的信息采集，通過攝像頭將人員信息進行提取，并將其信息通過GPS通訊模塊上傳至數(shù)據(jù)處理中心，通過數(shù)據(jù)中心對其數(shù)據(jù)進行比對，判斷該員工身份及其工廠設(shè)備使用許可等級，并對新進人員信息進行采集和對其權(quán)限進行編碼。比對好的人員進入廠房，廠房內(nèi)部攝像頭對其位置進行實時跟蹤。
[0007]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，圖像提取模塊由攝像頭、單片機和GPS數(shù)據(jù)通訊模塊組成，攝像頭包括固定攝像頭與移動攝像頭兩部分，其中固定攝像頭由多個安裝于各個墻面頂角處轉(zhuǎn)動平臺上的攝像頭構(gòu)成，移動攝像頭由多個安裝于各設(shè)備房間的移動平臺上的攝像頭構(gòu)成，攝像頭的圖像輸出信號依次經(jīng)其對應(yīng)的單片機和GPS數(shù)據(jù)通訊模塊后上傳至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)反饋輸出信號輸接至GPS數(shù)據(jù)通訊模塊反饋信號輸入端。該圖像提取模塊主要對安裝于設(shè)備房間各個部位的攝像機圖像進行數(shù)據(jù)傳輸，將攝像頭采集到圖像傳遞到數(shù)據(jù)處理中心對其進行處理。利用GPS數(shù)據(jù)通訊模塊構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)，在各個設(shè)備房間安裝攝像頭對進入人員進行拍照，并將其圖像傳遞回數(shù)據(jù)處理中心。為了加快系統(tǒng)訓練速度與識別能力，在圖像提取中，首先對人員圖像進行頭像提取，再對其進行黑白化處理，將其彩色頭像轉(zhuǎn)換成黑白頭像，利用SVM提取該圖像特征值，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練使其與有關(guān)人員相互對應(yīng)。該模塊中的固定攝像頭可實時向數(shù)據(jù)處理中心提交圖像信息，保證其通過云平臺遠程訪問數(shù)據(jù)處理中心可以調(diào)出廠房的實施監(jiān)控錄像。
[0008]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，圖像提取模塊中的移動攝像頭部分具有兩條平行設(shè)置于廠房房頂兩相對的邊橫梁上的Y軸行進縱梁，在Y軸行進縱梁上開有行進槽，在兩Y軸行進縱梁間跨接安裝有一個可沿行進槽中往返運行的X軸行進平臺，在X軸行進平臺上設(shè)置有由伺服電機驅(qū)動的攝像頭。
[0009]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，圖像提取模塊中的固定攝像頭部分由攝像頭支撐側(cè)板、攝像頭、X軸旋轉(zhuǎn)步進電機、Z軸旋轉(zhuǎn)電機、電機控制模塊、旋轉(zhuǎn)底座組成，可在Z軸旋轉(zhuǎn)電機帶動下沿平面豎軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)底座設(shè)置在廠房墻壁上，兩塊攝像頭支撐側(cè)板平行直立于旋轉(zhuǎn)底座上，攝像頭安裝在攝像頭支撐側(cè)板上并可在X軸旋轉(zhuǎn)步進電機驅(qū)動下沿X軸轉(zhuǎn)動。
[0010]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，設(shè)備控制器由GPS數(shù)據(jù)通訊模塊、單片機、電子繼電器以及安裝在設(shè)備上的紅外感應(yīng)器組成，紅外傳感器的輸出信號輸接至單片機的檢測信號輸入端，單片機的數(shù)據(jù)輸出/輸入端通過GPS數(shù)據(jù)通訊模塊與數(shù)據(jù)處理中心的輸入/輸出信號聯(lián)接，單片機的控制輸出端與電子繼電器的輸入端聯(lián)接。工作中通過紅外傳感器測知設(shè)備前方是否有障礙物出現(xiàn)，將設(shè)備前方狀況采集信號輸入至單片機，單片機通過GPS網(wǎng)絡(luò)將其結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心；通過接受數(shù)據(jù)處理中心返回其權(quán)限編碼，并將該設(shè)備編碼進行“與”解碼運算，判斷該工作人員是否具有該設(shè)備使用權(quán)限。若其具有使用權(quán)限，則通過控制繼電器開啟設(shè)備電源，使其可以被使用。
[0011]上述基于視頻識別的遠程設(shè)備控制管理模塊系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理中心由內(nèi)設(shè)有SVM處理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別算法系統(tǒng)的服務(wù)器構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理中心的主要功能是對采集到的圖像進行分析處理，利用SVM結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的視覺識別算法建立視覺(視頻)識別系統(tǒng)。實際工作中，該數(shù)據(jù)處理中心通過GPS網(wǎng)絡(luò)模塊連接圖像錄入處理模塊，并獲取圖像錄入信息。通過圖像錄入處理模塊所傳遞的圖像信息與數(shù)據(jù)庫中原有數(shù)據(jù)進行比對，數(shù)據(jù)處理中心判斷其是否為已登記人員。若否，則向圖像錄入處理模塊傳遞信息，告知其需要從新錄入；若有，查詢其相對應(yīng)的權(quán)限，并通過GPS無線網(wǎng)絡(luò)通訊向圖像錄入模塊傳遞該人員權(quán)限并顯示。若需要從新錄用，數(shù)據(jù)處理中心等待接受圖像錄入處理模塊返回的人員權(quán)限資料，并將其與人員頭像進行關(guān)聯(lián)并存入數(shù)據(jù)庫。在接受錄入模塊的同時，數(shù)據(jù)處理中心還接收來自設(shè)備控制器的信息。當設(shè)備控制器檢測到其前方有人時，數(shù)據(jù)處理中心接收到人員所占設(shè)備編號，通過廠房內(nèi)部建立的平面坐標系計算該設(shè)備所在廠房位置，并將該坐標位置發(fā)送至移動攝像頭內(nèi)的單片機上。單片機通過數(shù)據(jù)處理并控制移動攝像頭上的移動平臺進行沿水平面(或平向面)X軸移動或沿該平面上與X軸正交的Y軸移動，將攝像頭移動至操作人員附近并進行人員頭像信息采集。并將采集到的圖像反饋至數(shù)據(jù)處理中心，利用數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)設(shè)的SVM與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對其人臉進行識別，同時調(diào)用其使用權(quán)限，并將其使用權(quán)限通過GPS無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至設(shè)備控制模塊。在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)處理中心會對圖像提取模塊中的固定攝像頭采集到視頻信息進行實施識別處理，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SVM結(jié)合的圖像識別系統(tǒng)，識別廠房內(nèi)部的人員活動情況。當發(fā)現(xiàn)圖像中出現(xiàn)類如打架、斗毆、事故等情況時，數(shù)據(jù)處理中心對事發(fā)現(xiàn)場進行框定運算，將事發(fā)區(qū)域進行框定，立即向與攝像頭連接的單片機發(fā)送控制信息控制其進行水平與旋轉(zhuǎn)移動，將框定的事發(fā)區(qū)域處于攝像頭拍攝鏡頭正中心。通過固定攝像頭水平旋轉(zhuǎn)角度與豎直旋轉(zhuǎn)角度的大小及房間內(nèi)建立的空間坐標系計算出當前廠房內(nèi)部發(fā)生事故及情況的位置，并向該廠房設(shè)備管理模塊發(fā)送信息，關(guān)閉所有設(shè)備。