建筑工地安全状态检测系统

技术领域

本发明涉及安全施工领域，尤其涉及一种建筑工地安全状态检测系统。

背景技术

施工安全是各个行业工程建设中所遇到的安全问题。施工安全涵盖了在作业过程中所有的安全问题并且涉及管理、财务及后勤保障等相关内容。各国政府历来重视生产安全、人民生命和财产安全，并制定了相关的法律法规，对内从事工程建设行业的人员及单位进行了明确的要求。

建筑工程（包括化工施工和矿山施工以及其他行业施工）是事故风险较高的行业，政府对建筑安全问题极为重视，并制定了“预防为主、安全第一、综合治理”的安全工作方针。要求所有建筑工程从建设单位到分包单位配备安全员，并要求对施工作业人员实行三级安全教育（厂级教育、车间教育、班组教育）；特殊工种和高危岗位的工作人员要通过国家相关部门的考试后持证上岗。

为确保工程施工过程中的安全，减少轻伤事故，杜绝发生重大事故，建立健全各级安全生产责任制。切实分解、落实安全生产责任制。明确各级人员在安全生产方面的职责，并认真严格执行，确保工程实现安全生产目标。

现有技术中，对于建筑工地来说，最为关注的安全事项为每一个进入建筑工地的人员是否有效佩戴安全帽，例如，进入建筑工地的人员未携带安全帽或者携带有安全帽但安全帽放在手上，这些现象虽然能够证明进入建筑工地人员携带有安全帽，但没有有效佩戴安全帽，一样带来无限的安全风险。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种建筑工地安全状态检测系统，能够采用电子化检测模式对整个施工工地的所有人体是否有效佩戴安全帽执行现场检测，从而在减少现场监控人工成本的同时保证了安全监管的效果。

为此，本发明需要具备以下三处重要的发明点：

（1）基于单处建筑工地内每一个人体和周围安全帽的相对位置确定每一个人体是否实际有效佩戴安全帽，从而采用单个电子机构完成对整个施工工地的所有人体的安全状态的检测；

（2）采用定向驱动机构完成对实时投影设备的定性驱动操作，以对未有效佩戴安全帽的人体头部目标的实体执行投影操作；

（3）在单处建筑工地内未有效佩戴安全帽的人体超限时，进行现场语音报警操作。

根据本发明的一方面，提供了一种建筑工地安全状态检测系统，所述系统包括：

广角摄像机构，设置在建筑工地的附近，用于采用鸟瞰式成像视角对单处的建筑工地执行实时摄像操作，以获得对应的广角捕获图像。

更具体地，本发明的建筑工地安全状态检测系统中，所述系统还包括：

实时投影设备，包括电机驱动子设备、云台和投影执行子设备，所述投影执行子设备设置在所述云台上的中央位置。

更具体地，本发明的建筑工地安全状态检测系统中，所述系统还包括：

所述实时投影设备与区域分析设备连接，用于基于每一个被确定为无效佩戴目标的人体头部目标对应的头部图像区域在清晰化处理图像中的相对位置执行对被确定为无效佩戴目标的人体头部目标的实体的投影操作；

所述电机驱动子设备与所述云台连接，用于基于每一个被确定为无效佩戴目标的人体头部目标对应的头部图像区域在所述清晰化处理图像中的相对位置确定对所述云台驱动以带动所述投影执行子设备对被确定为无效佩戴目标的人体头部目标的实体执行投影操作；

数据清晰化设备，与所述广角摄像机构连接，用于对接收到的广角捕获图像执行边缘锐化处理，以获得对应的清晰化处理图像；

畸变处理设备，与所述数据清晰化设备连接，用于对接收到的清晰化处理图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变处理图像；

数据增强设备，与所述畸变处理设备连接，用于对接收到的畸变处理图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的数据增强图像；

头部识别机构，与所述数据增强设备连接，用于基于人体头部外形特征从所述数据增强图像中识别出每一个人体头部目标分别对应的各个头部图像区域；

帽体检测机构，与所述数据增强设备连接，用于基于安全帽外形特征从所述数据增强图像中识别出每一个安全帽目标分别对应的各个帽体图像区域；

区域分析设备，分别与所述头部识别机构和所述帽体检测机构连接，用于针对每一个头部图像区域执行以下动作：当所述头部图像区域与所述各个帽体图像区域中的某一个帽体图像区域重叠时，确定所述头部图像区域对应的人体头部目标为有效佩戴目标；

所述区域分析设备中，针对每一个头部图像区域执行以下动作还包括：当所述头部图像区域与所述各个帽体图像区域中的任一个帽体图像区域都不重叠时，确定所述头部图像区域对应的人体头部目标为无效佩戴目标；

数据存储芯片，分别与所述头部识别机构和所述帽体检测机构连接，用于存储所述人体头部外形特征和所述安全帽外形特征；

其中，所述人体头部外形特征为多个人体头部标准图案，所述安全帽外形特征为多个安全帽标准图案；

其中，所述广角摄像机构的鸟瞰式成像视角所覆盖的成像范围包括且不限于所述建筑工地。

本发明的建筑工地安全状态检测系统鉴别有效、运行稳定。由于能够采用电子化检测模式对整个施工工地的所有人体是否有效佩戴安全帽执行现场检测，从而在减少现场监控人工成本的同时保证了安全监管的效果。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的建筑工地安全状态检测系统所应用的建筑工地的工作场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的建筑工地安全状态检测系统的实施方案进行详细说明。

建筑工地（construction site)，又称建筑地盘、施工地盘，简称地盘，是一处正在发展建筑项目，进行土木工程的地点，其范围常有围板、铁丝网或者围墙所封闭，限制人员及物料、机械和车辆的进出。有物业管理管理员把守。出入可能要登记身份，及要穿戴安全帽等。

在施工管理中设计变更和工程签证工作是很重要的一项内容，因为它内容广泛，构成原因复杂，规律性较差，发生的时间长，难以确定其造价。一般由于设计变更和工程签证而调整的工程造价占整个单位工程竣工结算的比例，多则接近20%，少则也在6%左右，尤其在技改工程中所占比例更大，大都在20%以上，有时甚至达到了40%。

现有技术中，对于建筑工地来说，最为关注的安全事项为每一个进入建筑工地的人员是否有效佩戴安全帽，例如，进入建筑工地的人员未携带安全帽或者携带有安全帽但安全帽放在手上，这些现象虽然能够证明进入建筑工地人员携带有安全帽，但没有有效佩戴安全帽，一样带来无限的安全风险。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种建筑工地安全状态检测系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的建筑工地安全状态检测系统所应用的建筑工地的工作场景示意图。

根据本发明实施方案示出的建筑工地安全状态检测系统包括：

广角摄像机构，设置在建筑工地的附近，用于采用鸟瞰式成像视角对单处的建筑工地执行实时摄像操作，以获得对应的广角捕获图像。

接着，参照图1继续对本发明的建筑工地安全状态检测系统的具体结构进行进一步的说明。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

实时投影设备，包括电机驱动子设备、云台和投影执行子设备，所述投影执行子设备设置在所述云台上的中央位置。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

所述实时投影设备与区域分析设备连接，用于基于每一个被确定为无效佩戴目标的人体头部目标对应的头部图像区域在清晰化处理图像中的相对位置执行对被确定为无效佩戴目标的人体头部目标的实体的投影操作；

所述电机驱动子设备与所述云台连接，用于基于每一个被确定为无效佩戴目标的人体头部目标对应的头部图像区域在所述清晰化处理图像中的相对位置确定对所述云台驱动以带动所述投影执行子设备对被确定为无效佩戴目标的人体头部目标的实体执行投影操作；

数据清晰化设备，与所述广角摄像机构连接，用于对接收到的广角捕获图像执行边缘锐化处理，以获得对应的清晰化处理图像；

畸变处理设备，与所述数据清晰化设备连接，用于对接收到的清晰化处理图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变处理图像；

数据增强设备，与所述畸变处理设备连接，用于对接收到的畸变处理图像执行基于密度函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的数据增强图像；

头部识别机构，与所述数据增强设备连接，用于基于人体头部外形特征从所述数据增强图像中识别出每一个人体头部目标分别对应的各个头部图像区域；

帽体检测机构，与所述数据增强设备连接，用于基于安全帽外形特征从所述数据增强图像中识别出每一个安全帽目标分别对应的各个帽体图像区域；

区域分析设备，分别与所述头部识别机构和所述帽体检测机构连接，用于针对每一个头部图像区域执行以下动作：当所述头部图像区域与所述各个帽体图像区域中的某一个帽体图像区域重叠时，确定所述头部图像区域对应的人体头部目标为有效佩戴目标；

所述区域分析设备中，针对每一个头部图像区域执行以下动作还包括：当所述头部图像区域与所述各个帽体图像区域中的任一个帽体图像区域都不重叠时，确定所述头部图像区域对应的人体头部目标为无效佩戴目标；

数据存储芯片，分别与所述头部识别机构和所述帽体检测机构连接，用于存储所述人体头部外形特征和所述安全帽外形特征；

其中，所述人体头部外形特征为多个人体头部标准图案，所述安全帽外形特征为多个安全帽标准图案；

其中，所述广角摄像机构的鸟瞰式成像视角所覆盖的成像范围包括且不限于所述建筑工地。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

现场警报机构，与所述区域分析设备连接，用于在接收到的无效佩戴目标的数量超过预设数量阈值时，播放与未有效佩戴安全帽对应的语音警报文件。

所述建筑工地安全状态检测系统中：

所述现场警报机构还用于在接收到的无效佩戴目标的数量未超过所述预设数量阈值时，停止播放与未有效佩戴安全帽对应的语音警报文件。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

灰尘测量仪，设置在所述帽体检测机构的附近，用于测量所述帽体检测机构所在环境的灰尘浓度；

浓度分析设备，与所述灰尘测量仪连接，用于在接收到的灰尘浓度超限时，发出浓度报警指令；

报警执行设备，与所述浓度分析设备连接，用于在接收到浓度报警指令时，执行相应的报警操作；

所述报警执行设备为蜂鸣器，用于在执行相应的报警操作时，发出预设频率的蜂鸣声。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

PSTN通信接口，与所述帽体检测机构连接，用于实时发送所述帽体检测机构的当前工作状态。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

压力检测设备，设置在所述帽体检测机构的外壳上，用于测量所述帽体检测机构的外壳当前所承受的即时压力；

压力分析设备，与所述压力检测设备连接，用于在接收到的即时压力超限时，发出压力报警指令；

其中，所述压力分析设备还用于在接收到的即时压力未超限时，发出压力正常指令。

所述建筑工地安全状态检测系统中还可以包括：

湿度感应设备，设置在所述帽体检测机构的左侧，用于测量所述帽体检测机构当前所在位置的现场湿度；

参数判断设备，与所述湿度感应设备连接，用于在接收到的现场湿度超限时，发出湿度报警信号；

其中，所述湿度分析设备还用于在接收到的现场湿度未超限时，发出湿度可靠信号。

另外，PSTN ( Public Switched Telephone Network )定义：公共交换电话网络，PSTN提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个电话交换机连接而成。当两个主机或路由器设备需要通过PSTN连接时，在两端的网络接入侧（即用户回路侧）必须使用调制解调器（Modem）实现信号的模/数、数/模转换。从OSI七层模型的角度来看，PSTN可以看成是物理层的一个简单的延伸，没有向用户提供流量控制、差错控制等服务。而且，由于PSTN是一种电路交换的方式，所以一条通路自建立直至释放，其全部带宽仅能被通路两端的设备使用，即使他们之间并没有任何数据需要传送。因此，这种电路交换的方式不能实现对网络带宽的充分利用。通过PSTN进行网络互联举例。下面是一个通过PSTN连接两个局域网的网络互连的例子。在这两个局域网中，各有一个路由器，每个路由器均有一个串行端口与Modem相连，Modem再与PSTN相连，从而实现了这两个局域网的互连。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。