基于图像采集的安全管理系统的制作方法

1.本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及基于图像采集的安全管理系统。


背景技术：

2.随着图像采集及处理技术的日趋成熟，该技术逐渐被应用于人类日常生活和生产中，其中尤以工业安全生产场景中应用最为广泛，因为在工业生产过程中，往往会存在一定的生产风险，仅仅通过人工进行安全管理、记录等存在一定的局限性，而且就风险而言，通过人进行安全管理，本身也增加了工业生产中的风险性。
3.图片采集处理系统主要功能包括单片机控制isp
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pld器件，实现对摄像头的图像高速采集与存储，单片机图像压缩与pc机串行通信实现图像数据的传输，在pc机端实现图像处理和显示等；在图像采集处理系统中，系统设计通常遵循三种设计模式：硬件采集—软件处理模式、分离式硬件采集和处理模式以及一体化硬件采集和处理模式，三种方案具有各自特点，适用于不同场合图像采集是指图像经过采样、量化以后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器；图像处理是指，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的处理，又称影像处理，一般是指数字图像处理；图片采集处理系统主要功能包括单片机控制isp
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pld器件，实现对摄像头的图像高速采集与存储，单片机图像压缩与pc机串行通信实现图像数据的传输，在pc机端实现图像处理和显示等。
4.现在多数图像采集和处理技术是进行图像采集后，对获取图像进行分析处理，再进行后续分析输出，并由专业人员进行处理；简单来说，目前多数图像采集技术在工业生产领域仅仅是实现了“监控”的功能，并无法实现通过采集的数据直接进行风险预警和安全管理的功能，这样对于生产中的安全管理无法针对性做出反馈。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有数据处理、分析并能够结合常态化原始数据进行比对，从而实现高效反馈，具有风险预警和安全管理的基于图像采集的安全管理系统。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于图像采集的安全管理系统，包括检测端、数据端、终端；所述的检测端包括图像采集模块、图像检测模块、运动跟踪模块、检测设备；所述的数据端接受检测端收集检测端的数据；所述的数据端包括传输中心和处理中心；所述的终端接受数据端整理分析的数据并进行存储和显示；所述的终端包括存储模块、显示终端和云服务器；所述的图像采集模块，配置为：与所述的检测设备的静态图像功能相匹配，进行图像采集；所述的运动跟踪模块，配置为：与所述的检测设备的运动功能相匹配，通过红外测距技术记录图像范围内运动物体与检测设备标准点之间的距离，并通过运动跟踪模块内置的装置对运动物体进行赋值并不间断记录移动物体与检测装置标准点之间的距离；所述的图像检测模块，配置为：与检测设备的图像检测功能相匹配；所述的传输中心，
配置为：对检测端发送数据进行整合和压缩，并将处理后数据发送至处理中心；所述的处理中心，配置为：对传输中心发送的数据进行处理，将图像采集模块数据进行直接传输，将运动跟踪模块数据进行计算并在图像中绘制出物体的移动轨迹同时显示移动物体与检测装置标准点之间的距离；所述的存储模块，配置为：将处理中心发送数据进行压缩并存储；所述的云服务器，配置为：将处理中心发送数据进行压缩并上传存储；所述的显示终端，配置为：将处理中心发送数据进行解码并显示于人机交互设备。
7.优选的，所述的图像检测模块的数据通过图像分析处理模块进行处理分析，并发送至检测装置进行对检测装置的控制，所述的图像分析处理模块，包括模拟—数字转换器和信号处理装置。
8.进一步的，所述的模拟—数字转换器，配置为：将图像检测模块获取的图像信息进行平面二位建模，对图像中出现的移动物体进行二维坐标点赋值并发生至信号处理装置。
9.更进一步的，所述的信号处理装置，配置为：将模拟—数字转换器的一个或多个移动物体的二维坐标点进行分析，获取移动物体的二维坐标点的位点或者均值位点，并控制检测设备进行动作，将图像检测模块的检测画面移动至信号处理装置计算分析后获得的的位点或者均值位点。
10.优选的，所述的终端设置有安全加密模块，所述的安全加密模块，配置为：将处理中心发送的信号进行分析并加密，并上传至云服务器；其中提取存储模块和云服务器中的数据通过安全加密模块处理后，发送至显示终端，并由人机交互设备进行显示。
11.进一步的，所述的安全加密模块，包括标准数值与传输数据对比模块和分析评级模块；所述的标准数值与传输数据对比模块，配置为：将处理中心发送的数据进行分析和归集；所述的分析评级模块，配置为：将标准数值与传输数据对比模块的数据进行风险评级和分析，并发送至终端。
12.更进一步的，所述的标准数值与传输数据对比模块将信号发送至报警装置；所述的报警装置，配置为：根据标准数值与传输数据对比模块的信号进行动作。
13.更进一步的，所述的准数值与传输数据对比模块预设的安全阈值有最大值和最小值，安全区间范围小于安全阈值的最大值或大于安全阈值的最小值，报警装置将发出三次警报信号。
14.基于图像采集的安全管理系统的装置，包括图像采集装置、驱动装置、固定板，所述的图像采集装置包括红外雷达、高清摄像头和动作捕捉摄像头；所述的驱动装置包括转动杆、支撑杆、水平伺服电机、转动头、垂直伺服电机、连接板；所述的采集装置固定于连接板上方，所述的连接板通过转动头连接至转动杆并有垂直伺服电机控制，所述的转动杆垂直贯穿支撑杆前端并有水平伺服电机控制，所述的水平伺服电机与转动杆固定连接并固定于支撑杆下方，所述的支撑杆固定于固定板上。
15.优选的，所述的采集装置通过螺栓与连接板固定。
16.本发明的有益效果在于：本技术通过对采集图像信息进行分析和处理后，能够将图像中动态物体进行捕捉并跟踪，同时根据预设的数据对采集信号分析，对技术使用场景中的动态变化进行及时准确的反馈并记录。
17.通过图像检测模块的采集和图像分析处理模块的分析计算，会将信号反馈至检测
设备，并将动作信号传达至检测设备，实现对检测范围内动态物体的跟踪记录，同时通过运动跟踪模块记录动态物体的距离并计算出速度和行动轨迹，从而完成实现对检测范围内相关信号的处理、跟踪和记录。
18.通过图像检测模块的采集和图像分析处理模块，并结合安全数据库中相关参数进行比对，对设备使用场景的安全等级进行判断；同时可以根据场景中，设备的工作动作，从而判断场景中安全等级的变化，并进行提醒和预警，从而保证工作场景的安全把控。
19.安全加密模块能够有效保证数据安全，同时储存模块和云服务器能够保证数据储存安全，且数据调用时，通过安全加密模块也进一步保证了数据的安全性。
附图说明
20.图1为基于图像采集的安全管理系统的流程图。
21.图2为基于图像采集的安全管理系统的安全加密模块的流程图。
22.图3为基于图像采集的安全管理系统的图像分析处理模块的流程图。
23.图4为基于图像采集的安全管理系统的装置的整体装置结构示意图。
24.图5为基于图像采集的安全管理系统的装置的去采集装置的结构示意图。
25.图6为基于图像采集的安全管理系统的装置的驱动装置连接结构示意图。
26.其中：1、采集装置；11、红外雷达；12、高清摄像头；13、动作捕捉摄像头；2、驱动装置；21、转动杆；22、支撑杆；23、水平伺服电机；24、转动头；25、垂直伺服电机；26、连接板；3、固定板。
具体实施方式
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1
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3所示，一种基于图像采集的安全管理系统，包括检测端、数据端、终端；所述的检测端包括图像采集模块、图像检测模块、运动跟踪模块、检测设备，用于进行基础数据的采集；所述的数据端接受检测端收集检测端的数据；所述的数据端包括传输中心和处理中心，用于对数据进行整理、分析并传输至终端；所述的终端接受数据端整理分析的数据并进行存储和显示，为最终数据的存储和显示端；所述的终端包括存储模块、显示终端和云服务器；所述的图像采集模块，配置为：与所述的检测设备的静态图像功能相匹配，进行图像采集，进行高清图像采集；所述的运动跟踪模块，配置为：与所述的检测设备的运动功能相匹配，通过红外测距技术记录图像范围内运动物体与检测设备标准点之间的距离，并通过运动跟踪模块内置的装置对运动物体进行赋值并不间断记录移动物体与检测装置标准
点之间的距离；所述的图像检测模块，配置为：与检测设备的图像检测功能相匹配；所述的传输中心，配置为：对检测端发送数据进行整合和压缩，并将处理后数据发送至处理中心，能够有效提高信号的传输速度，同时能够降低硬件设备的处理压力；所述的处理中心，配置为：对传输中心发送的数据进行处理，将图像采集模块数据进行直接传输，将运动跟踪模块数据进行计算并在图像中绘制出物体的移动轨迹同时显示移动物体与检测装置标准点之间的距离；所述的存储模块，配置为：将处理中心发送数据进行压缩并存储，用于备份，便于后期数据调用，提高数据存储安全，提高数据追溯能力；所述的云服务器，配置为：将处理中心发送数据进行压缩并上传存储，用于云端数据备份，便于后期数据调用，提高数据存储安全，提高数据追溯能力；所述的显示终端，配置为：将处理中心发送数据进行解码并显示于人机交互设备，能够将相关数据发送至电脑端、移动端等，便于操作人员的实时监控和管理。
30.所述的图像检测模块的数据通过图像分析处理模块进行处理分析，并发送至检测装置进行对检测装置的控制，所述的图像分析处理模块，包括模拟—数字转换器和信号处理装置，将由图像检测模块的图像模拟信号进行处理，并将信号进行二维数字化处理。
31.所述的模拟—数字转换器，配置为：将图像检测模块获取的图像信息进行平面二位建模，对图像中出现的移动物体进行二维坐标点赋值并发生至信号处理装置。
32.所述的信号处理装置，配置为：将模拟—数字转换器的一个或多个移动物体的二维坐标点进行分析，获取移动物体的二维坐标点的位点或者均值位点，并控制检测设备进行动作，将图像检测模块的检测画面移动至信号处理装置计算分析后获得的的位点或者均值位点。
33.所述的终端设置有安全加密模块，所述的安全加密模块，配置为：将处理中心发送的信号进行分析并加密，并上传至云服务器；其中提取存储模块和云服务器中的数据通过安全加密模块处理后，发送至显示终端，并由人机交互设备进行显示。
34.所述的安全加密模块，包括标准数值与传输数据对比模块和分析评级模块；所述的标准数值与传输数据对比模块，配置为：将处理中心发送的数据进行分析和归集；所述的分析评级模块，配置为：将标准数值与传输数据对比模块的数据进行风险评级和分析，并发送至终端。
35.所述的标准数值与传输数据对比模块将信号发送至报警装置；所述的报警装置，配置为：根据标准数值与传输数据对比模块的信号进行动作。
36.所述的准数值与传输数据对比模块预设的安全阈值有最大值和最小值，安全区间范围小于安全阈值的最大值或大于安全阈值的最小值，报警装置将发出三次警报信号。
37.基于图像采集的安全管理系统的装置，包括图像采集装置1、驱动装置2、固定板3，所述的图像采集装置1包括红外雷达11、高清摄像头12和动作捕捉摄像头13，其中红外雷达11用于采集动态数据并发送至运动跟踪模块，高清摄像头12用于采集高清图像信息并发送至图像检测模块，动态捕捉摄像头13用于采集动态物体的信息并发送至图像检测模块；所述的驱动装置2包括转动杆21、支撑杆22、水平伺服电机23、转动头24、垂直伺服电机25、连接板26；所述的采集装置1固定于连接板26上方，所述的连接板26通过转动头24连接至转动杆21并有垂直伺服电机25控制，所述的转动杆21垂直贯穿支撑杆22前端并有水平伺服电机23控制，所述的水平伺服电机23与转动杆21固定连接并固定于支撑杆22下方，图像检测模
块采集信号经过图像分析处理模块将信号发送至水平伺服电机23和垂直伺服电机25控制采集装置1动作，实现对图像范围内动态物体的追踪采集；所述的支撑杆22固定于固定板3上。
38.所述的采集装置1通过螺栓与连接板26固定，便于采集装置1的更换和维修。
39.实施例一检测设备进行图像信息采集，图像采集模块控制高清摄像头12工作进行检测范围内图像信息的收集，运动跟踪模块控制红外雷达11工作进行检测图像范围内动态物体的距离，图像检测模块控制动作捕捉摄像头13工作进行检测图像范围内动态物体并将信号发送至图像分析处理模块，图像分析处理模块经过模拟—数字转换器和信号处理装置将信号发送至检测设备，并控制水平伺服电机23和垂直伺服电机25实现对采集装置1角度的控制，从而保证检测装置能够最大程度将检测范围内的动态物体体现在检测的图像范围内。
40.检测端的信号经过数据端处理现实数据的整合和压缩，然后分类将运动跟踪模块、图像检测模块、图像采集模块的信号进行终端可识别信号处理，最后发送至终端，并分别发送至储存模块、云服务器和显示终端。
41.实施例二当检测设备所检测范围内出现异常（有物体出现了低于预设阈值或者超过预设阈值）时，图像检测模块将控制动作捕捉摄像头13工作进行检测图像范围内动态物体并将信号发送至图像分析处理模块，图像分析处理模块经过模拟—数字转换器和信号处理装置将信号发送至检测设备，并控制水平伺服电机23和垂直伺服电机25实现对采集装置1角度的控制，从而保证检测装置能够最大程度将检测范围内的动态物体体现在检测的图像范围内；同时动作跟踪模块将收集动态物体的运动信号。
42.相关采集信号将发送至标准数值与传输数据对比模块，异常数据经过标准数值与传输数据对比模块分析，将触发报警装置，并发出报警信号；同时异常信号经过分析评级模块后，一并发送至云服务器和显示终端。
43.实施例三当需要调用数据时，从存储模块中调取数据经过分析评级模块后，通过操作人员输入秘钥，将所需数据从存储模块中调出，并显示于显示终端或者进行云服务器的再次备份。
44.实施例四当需要调运存储数据（存储模块出现故障或者损毁）时，从云服务器中调取数据经过分析评级模块后，通过操作人员输入秘钥，将所需数据从存储模块中调出，并显示于显示终端。
45.实施例五当本技术方案在工业生产车间使用时，主要是对场景中运动设备的数量和可侦测设备运动速度进行检测，首先在系统中调整安全加密模块中的标准数值与传输数据对比模块内的安全区间和安全阈值，根据设备的正常运行速度推定，安全区间设置为a
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b，最小阈值为a，最大阈值为b，同时设置安全等级数量值为n1、n2、n3。
46.在场景中，根据能够检测到的运动的设备数量发送至标准数值与传输数据对比模块进行比对安全等级数量值为小于n1则安全等级为一类等级场景；安全等级数量值为大于
n1且小于n2时，则安全等级为二类等级场景；安全等级数量值为大于n2且小于n3时，则安全等级为三类等级场景；安全等级数量值为大于n3时，则安全等级为四类等级场景；确定的场景安全等级分类通过分析评级模块加密处理后，发送至显示终端和云服务器。
47.在场景中，出现有工作设备异常工作时，检测设备接收到图像信息，并图像采集模块、运动跟踪模块、图像检测模块共同工作，运动跟踪模块将实时捕捉异常工作的设备，同时图像检测模块将通过图像分析处理模块控制检测装置对异常工作的设备进行定位捕捉；将图像采集模块、运动跟踪模块、图像检测模块的数据通过传输中心和处理中心发送至安全加密模块，通过标准数值与传输数据对比模块中预设数值的比对，从而判断是否激活外置的报警设备；当检测的范围内出现运动速度小于最小阈值a或者大于最大阈值b时，则激活报警装置工作；同时将数据送至分析评级模块进行数值分析，并进行加密保存。
48.实施例六当本技术方案在工业生产车间使用时，主要是对场景中运动设备的数量和种类进行检测并完成场景安全等级的判断和输出，首先在安全加密模块中的标准数值与传输数据对比模块上传配套数据库（包括：各种厂区内常见设备的样式及具体参数，并将建立根据设备种类和数量所构成的安全评级标准一并上传），根据场景内出现设备类型和数量进行推定，数量区间设置为a
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b、b
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c、c
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d、d
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e、e
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f及大于f多个等级，设备种类分为x1、x2、x3、x4、x5五个等级，同时设置安全等级数量值为n1、n2、n3、n4、n5。
49.x1设备包括：支架、平台等固定静态设备；x2设备包括：输送皮带、输送管道等固定定向输送装置；x3设备包括：轨道起重设备、轨道输送设备、冲压机、数控车床等定向人工控制设备；x4设备包括：叉车、平板运输车等非定向运动的人工控制设备；x5设备包括：锅炉、蒸汽发生装置、熔炉等存在高温高压的高风险设备。
50.在场景中，根据能够检测到设备发送至标准数值与传输数据对比模块进行比对，确定的场景安全等级分类通过分析评级模块加密处理后，发送至显示终端和云服务器。
51.在场景中，检测设备接收到图像信息，并图像采集模块、运动跟踪模块、图像检测模块共同工作，将图像采集模块、运动跟踪模块、图像检测模块的数据通过传输中心和处理中心发送至安全加密模块，通过判断场景中设备的种类和数量，通过标准数值与传输数据对比模块中预设数值的比对；由检测到的设备种类分为x1、x2、x3、x4、x5和对应设备数量，按照数量区间设置为a
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b、b
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c、c
‑
d、d
‑
e、e
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f及大于f多个等级，结合数据库项目和安全评级手册判断出安全等级数量值为n1、n2、n3、n4、n5的具体情况，将数据送至分析评级模块进行数值分析，并进行加密保存。
52.实施例七本技术方案在工业生产场景中，针对检测范围内涉及到的设备设施、作业活动、作业场所进行分析，识别设备类型和设备作业动作，从而判断安全等级，并输出企业管理人员，进行预警提示，助力日常生产的安全管理。
53.首先在安全加密模块中的标准数值与传输数据对比模块上传配套数据库（包括各类型生产设备的安全等级和不同设备动作的安全等级），根据场景内出现设备类型和对应设备的工作动作，进行判断，从而实现对检测场景的安全等级的分析。
54.场景中设备为静态状态下，通过检测设备获取图像中不同设备的结构、形状的图像信息，并发送至标准数值与传输数据对比模块与数据库内的信息进行比对，从而进行场景的安全评级，并发送至终端。
55.场景中设备发生动作（例如：叉车移动并进行物体搬运、输送皮带进行输送、高温锅炉进行工作、冲压机进行工作等）时，测设备接收到图像信息，并图像采集模块、运动跟踪模块、图像检测模块共同工作，运动跟踪模块将实时捕捉发生动作的设备，同时图像检测模块将通过图像分析处理模块控制检测装置对工作的设备进行定位捕捉，并识别设备的工作状态，通过标准数值与传输数据对比模块中的数据库进行比对，从而判断工作状态的安全等级，并判断是否出发报警装置；同时将数据送至分析评级模块进行数值分析，发送至终端进行显示并进行加密保存。
56.结合技术实施场景静态和动态进行设备的监控，并通过与预设的安全等级数据库内参数进行比对，最终将判断场景的实时安全等级，达到企业管理人员对施工场景安全等级的实时监控，并进行预警提示，助力日常生产的安全管理。
57.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。