基于视觉信息识别的远程设备控制管理模块系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于远程通讯与自动化控制技术领域，涉及一种可用于大型工厂管理方向的基于视觉信息识别的远程设备控制管理模块系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中，基于视频的监控管理系统因其自动化程度高、使用方便、判断准确等特点，迄今已被广泛应用于各类厂房、库房、博物馆等场所的设备管理领域，通过为各个设备设置保险开关，避免非工作人员对设备产生误操作等情况发生。目前市面上传统的门禁与设备管理大多使用射频卡与人员看管的方式进行管理，射频卡片的管理方式，容易因其卡片丢失、转借他人等状况而造成的损失，安排专人管理却造成设备使用成本上升等问题，而传统的指纹识别模块由于其成本及其存储等问题，亦使得其难以被广泛使用于设备管理方向，仅只能作为门禁、保险等工件使用。综上所述，传统的基于视频的监控管理系统大多以人工监控为主，其主观因素影响较大，难以保证24小时对设备使用等状况进行全面客观的统计。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种基于视觉信息识别的远程设备控制管理模块系统，该模块系统针对传统视频管理系统的缺陷做出整合改进，结合模式识别与无线网络应用，实现了设备使用的在线监测与管理功能。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的实现方案是这样的:
[0005]一种基于视频识别的远程设备控制管理模块系统，由图像录入处理模块、图像提取模块、设备控制器、数据处理中心、云数据库组成，图像录入处理模块、图像提取模块和设备控制器的输入/输出端分别与数据处理中心对应的输出/输入端联接，数据处理中心的输入/输出端接至云数据库的输出/输入端，云数据库的数据交换输出信号通至用户手机和网络终端的WEB网页显示的输入端。
[0006]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，图像录入处理模块由设置在厂房前台接待处的用于采集人员头部信息的摄像头、带有存储器和显示器的单片机以及GPS通讯模块组成，摄像头的图像输出信号依次经单片机和GPS通讯模块上传至数据处理中心，数据处理中心的数据反馈输出信号经GPS通讯模块输接至单片机反馈信号输入端。该图像录入处理模块负责进入厂房工作人员及参观人员的信息采集，通过摄像头将人员信息进行提取，并将其信息通过GPS通讯模块上传至数据处理中心，通过数据中心对其数据进行比对，判断该员工身份及其工厂设备使用许可等级，并对新进人员信息进行采集和对其权限进行编码。比对好的人员进入厂房，厂房内部摄像头对其位置进行实时跟踪。
[0007]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，图像提取模块由摄像头、单片机和GPS数据通讯模块组成，摄像头包括固定摄像头与移动摄像头两部分，其中固定摄像头由多个安装于各个墙面顶角处转动平台上的摄像头构成，移动摄像头由多个安装于各设备房间的移动平台上的摄像头构成，摄像头的图像输出信号依次经其对应的单片机和GPS数据通讯模块后上传至数据处理中心，数据处理中心的数据反馈输出信号输接至GPS数据通讯模块反馈信号输入端。该图像提取模块主要对安装于设备房间各个部位的摄像机图像进行数据传输，将摄像头采集到图像传递到数据处理中心对其进行处理。利用GPS数据通讯模块构建通讯网络，在各个设备房间安装摄像头对进入人员进行拍照，并将其图像传递回数据处理中心。为了加快系统训练速度与识别能力，在图像提取中，首先对人员图像进行头像提取，再对其进行黑白化处理，将其彩色头像转换成黑白头像，利用SVM提取该图像特征值，并通过神经网络训练使其与有关人员相互对应。该模块中的固定摄像头可实时向数据处理中心提交图像信息，保证其通过云平台远程访问数据处理中心可以调出厂房的实施监控录像。
[0008]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，图像提取模块中的移动摄像头部分具有两条平行设置于厂房房顶两相对的边横梁上的Y轴行进纵梁，在Y轴行进纵梁上开有行进槽，在两Y轴行进纵梁间跨接安装有一个可沿行进槽中往返运行的X轴行进平台，在X轴行进平台上设置有由伺服电机驱动的摄像头。
[0009]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，图像提取模块中的固定摄像头部分由摄像头支撑侧板、摄像头、X轴旋转步进电机、Z轴旋转电机、电机控制模块、旋转底座组成，可在Z轴旋转电机带动下沿平面竖轴旋转的旋转底座设置在厂房墙壁上，两块摄像头支撑侧板平行直立于旋转底座上，摄像头安装在摄像头支撑侧板上并可在X轴旋转步进电机驱动下沿X轴转动。
[0010]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，设备控制器由GPS数据通讯模块、单片机、电子继电器以及安装在设备上的红外感应器组成，红外传感器的输出信号输接至单片机的检测信号输入端，单片机的数据输出/输入端通过GPS数据通讯模块与数据处理中心的输入/输出信号联接，单片机的控制输出端与电子继电器的输入端联接。工作中通过红外传感器测知设备前方是否有障碍物出现，将设备前方状况采集信号输入至单片机，单片机通过GPS网络将其结果发送至数据处理中心；通过接受数据处理中心返回其权限编码，并将该设备编码进行“与”解码运算，判断该工作人员是否具有该设备使用权限。若其具有使用权限，则通过控制继电器开启设备电源，使其可以被使用。
[0011]上述基于视频识别的远程设备控制管理模块系统中，数据处理中心由内设有SVM处理系统和神经网络识别算法系统的服务器构成。数据处理中心的主要功能是对采集到的图像进行分析处理，利用SVM结合神经网络的视觉识别算法建立视觉(视频)识别系统。实际工作中，该数据处理中心通过GPS网络模块连接图像录入处理模块，并获取图像录入信息。通过图像录入处理模块所传递的图像信息与数据库中原有数据进行比对，数据处理中心判断其是否为已登记人员。若否，则向图像录入处理模块传递信息，告知其需要从新录入；若有，查询其相对应的权限，并通过GPS无线网络通讯向图像录入模块传递该人员权限并显示。若需要从新录用，数据处理中心等待接受图像录入处理模块返回的人员权限资料，并将其与人员头像进行关联并存入数据库。在接受录入模块的同时，数据处理中心还接收来自设备控制器的信息。当设备控制器检测到其前方有人时，数据处理中心接收到人员所占设备编号，通过厂房内部建立的平面坐标系计算该设备所在厂房位置，并将该坐标位置发送至移动摄像头内的单片机上。单片机通过数据处理并控制移动摄像头上的移动平台进行沿水平面(或平向面)X轴移动或沿该平面上与X轴正交的Y轴移动，将摄像头移动至操作人员附近并进行人员头像信息采集。并将采集到的图像反馈至数据处理中心，利用数据处理中心内设的SVM与神经网络算法对其人脸进行识别，同时调用其使用权限，并将其使用权限通过GPS无线数据通讯网络发送至设备控制模块。在此基础上，数据处理中心会对图像提取模块中的固定摄像头采集到视频信息进行实施识别处理，通过神经网络与SVM结合的图像识别系统，识别厂房内部的人员活动情况。当发现图像中出现类如打架、斗殴、事故等情况时，数据处理中心对事发现场进行框定运算，将事发区域进行框定，立即向与摄像头连接的单片机发送控制信息控制其进行水平与旋转移动，将框定的事发区域处于摄像头拍摄镜头正中心。通过固定摄像头水平旋转角度与竖直旋转角度的大小及房间内建立的空间坐标系计算出当前厂房内部发生事故及情况的位置，并向该厂房设备管理模块发送信息，关闭所有设备。