一种防护服穿戴的工业视觉评判系统及评判方法

技术领域

本申请属于实验室管理设备制造技术领域，具体为一种防护服穿戴的工业视觉评判系统及评判方法。

背景技术

在一些生物、医疗、化工企业的实验室，需要工作者身上穿上防护服，并且防护服的穿戴标准必须符合规定，不允许工作者的皮肤或者其他的衣服裸露出来，其一是避免工作者身上的物质(细菌、灰尘)带进实验室，这样会污染到实验室；其二是为了避免实验室内的物质(细菌、微小的生物、挥发性的物质等)接触到工作者的衣服或者皮肤，这样会对工作者有安全隐患；但是实际工作中，有些工作者在穿戴防护服时，其背后、头顶这些地方看不见，因此出现了破损或者没有扣好导致防护服有缝隙，工作者很难察觉到，特别是后背和后脑勺处由破损；再有就是避免一些身体特别的工作者在穿上防护服后，在未进入实验室之前弯腰或者动作过大造成防护服开裂而不知的情况，因此，需要设计一种防护服穿戴的工业视觉评判系统。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术的缺点，采用景深摄像头配合颜色传感器、感光传感器、单片机、蜂鸣器的方式，设计了一种防护服穿戴的工业视觉评判系统及评判方法，能够自动判断工作者的防护服上是否有破洞、防护服对工作者身体的遮盖范围是否符合标准，解决了工作者在穿戴防护服时，其背后、头顶这些地方看不见，从而出现破损或者没有扣好导致防护服有缝隙而察觉不到的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种防护服穿戴的工业视觉评判系统，包括景深摄像头，所述景深摄像头的信息输出端通过USB接口连接LED显示屏，所述LED显示屏的表面的每个LED模块处均独立设有识别白色的颜色传感器，每个LED模块上的所述颜色传感器的感应面均朝向该LED模块，每个所述LED模块处还独立设有感光传感器，每所述感光传感器的感应面均朝向该LED模块，所有所述感光传感器的信号输出端和所有所述颜色传感器的信号输出端均信号连接单片机的输入端，所述单片机的输出端信号连接蜂鸣器。

优选的，还包括支架，所述景深摄像头、所述LED显示屏、蜂鸣器均固定设于所述支架上。

优选的，还包括红色的背景板，所述背景板位于所述景深摄像头的正前方，所述背景板的边缘在所述景深摄像头的视角外，所述背景板与所述景深摄像头之间预设固定距离。

优选的，所述支架上设有密闭不透明的壳体，所述景深摄像头设于所述壳体的侧壁上，所述LED显示屏固定设于所述壳体内，所述蜂鸣器设于所述壳体的外表面上。

一种防护服穿戴工业视觉评判方法，包括上述的防护服穿戴评判系统，还包括如下步骤：

1)对每个工作者的防护服进行编号；使得每个工作者对应有一个固定尺寸的防护服；

2)采集每个工作者穿上自己对应尺寸的防护服后全身在所述背景板上的投影的第一面积和第一面积减去工作者身上未被防护服覆盖的部分(面部)在所述背景板上的投影形成的第二面积；

3)将步骤2中的所述第一面积和第二面积输入到单片机内，通过所述单片机计算出每个防护服对应的两个第一面积与一个第二面积的比值A；

4)在每个进入实验室之前的工作者，让其穿戴好防护服之后，进行简单的弯曲伸直跨步动作，让后让其站在所述背景板与所述景深摄像头之间，之后使所述工作者面对所述景深摄像头和背对所述景深摄像头各两秒；使得步骤3中所述的防护服穿戴评判系统采集到工作者在每次进入实验室之前的第一面积和第二面积并计算出工作者在进入实验室之前的两个第一面积与一个第二面积的比值B，若比值B比比值A大，则说明防护服没有扣好或有破洞，此时防护服穿戴评判系统报警，表示工作者穿戴的防护服不符合规定标准，不允许进入实验室。

优选的，所述步骤2)中第一面积的采集方式为：将防护服穿在尺寸对应的模特身上，然后让模特站立在所述背景板的前面，将光线垂直于所述背景板的平行光照射到所述模特身上，使得所述穿上防护服的模特的影子投射到所述背景板上，计算出所述穿上防护服的模特的影子在所述背景板上的总面积，将所述总面积记为第一面积。

优选的，所述步骤2)中第二面积的采集方式为：沿着所述防护服上设置的工作者毋需被防护服覆盖的部分的轮廓线排列设置若干小灯，之后使穿上所述防护服的模特面对背景板，使得所有所述小灯的灯光照射到背景板上，计算出所有所述小灯围成的面积，将第一面积减去所有所述小灯围成的面积记为第二面积。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

1、本申请采用景深摄像头配合颜色传感器、感光传感器、单片机、蜂鸣器的方式，设计了一种防护服穿戴的工业视觉评判系统及评判方法，能够自动判断工作者的防护服上是否有破洞、防护服对工作者身体的遮盖范围是否符合标准，解决了工作者在穿戴防护服时，其背后、头顶这些地方看不见，从而出现破损或者没有扣好导致防护服有缝隙而察觉不到的问题。

2、本申请通过设置支架的方式，使得景深摄像头、所述LED显示屏、蜂鸣器形成一个整体，方便搬运和安装。

3、本申请中为了去除掉背景中的杂色，在使用过程中，让穿戴防护服的工作者站在红色的背景板器前面，并且所述背景板位于所述景深摄像头的正前方，也就是说，穿戴防护服的工作者站在红色的背景板与景深摄像头之间，这样，便可以除去很多杂色，从而使得判断更加精确，并且，穿戴防护服的工作者身上一般没有红色，例如，防护服是白色，皮肤是黄色，头发是黑色，眼睛也主要是白色和黑色，因此，采用红色的背景板不会影响到单片机的计算。

附图说明

图1为本申请的外部结构示意图；

图2为本申请中拆除壳体顶部的端盖后的结构示意图；

图3为本申请中LED显示屏上的局部结构示意图；

图4为景深摄像头的拍摄角度与背景板的关系图；

图5为采集数据时穿有防护服的人在背景板上的投影；

图6为防护服没有破裂时在LED显示屏上显示的图像；

图7为防护服上有破损裂时在LED显示屏上显示的图像。

其中，1、景深摄像头；2、LED显示屏；3、颜色传感器；4、LED模块；5、感光传感器；6、单片机；7、蜂鸣器；8、支架；9、背景板；10、壳体。

具体实施方式

参见图1-7所示，一种防护服穿戴的工业视觉评判系统，包括景深摄像头1，所述景深摄像头1的信息输出端通过USB接口连接LED显示屏2，所述LED显示屏2的表面的每个LED模块4处均独立设有识别白色的颜色传感器3，每个所述颜色传感器3的感应面朝向该LED模块4，每个所述LED模块4处还独立设有感光传感器5，每个所述感光传感器5的感应面均朝向所述LED模块4，所有所述感光传感器5的信号输出端和所有所述颜色传感器3的信号输出端均信号连接单片机6的输入端，所述单片机6的输出端信号连接蜂鸣器7。

一般情况下，防护服主要是白色，所以在将穿戴了防护服的人拍摄在照片上时，人除了显示出来的面部有其他颜色外，其余部分均是白色。因此，在本申请中，首先让每个工作者穿戴防护服后，如图5所示，采用景深摄像头1对穿戴防护服的人进行拍摄，这样可以将背景过滤掉，使得显示在照片上的只有人而没有背景，然后景深摄像头1将拍摄到的图片传递到LED显示屏2上，LED显示屏2的显示面上有规则排列的若干LED模块4组成(现有的显示屏上就由很多LED模块组成)，LED模块4就相当于照片上的像素。然后通过计算有多少个LED模块4亮了就可以计算出人体成像到LED显示屏2上时的面积，感光传感器5便将所有亮了的LED模块4的信息传递到单片机内，而感应白色的颜色传感器3将显示白色的LED模块4的信息传递到单片机内，得到感光传感器5传递的LED模块4的数量与颜色传感器3传递的LED模块4的数量的比值，并将这个比值预存在单片机6内。

以后在每个工作者需要进入实验室前就利用本申请对该工作者进行一次数据采集，如果在进入实验室前得到的上述数值比预先设置在单片机中的数值大，则单片机6将信号传递给蜂鸣器7，蜂鸣器7发出声音，表示没有穿戴好防护服而导致工作的衣物露出在防护服外不允许接受评判的工作者进入实验室。

反之，感光传感器5传递的LED模块4的数量与颜色传感器3传递的LED模块4的数量的比值等于或小于预存在单片机中的颜色传感器3传递的LED模块4的数量与感光传感器5传递的LED模块4的数量的比值，则表示穿戴符合规定标准，蜂鸣器7不发出声音，允许接受评判的工作者进入实验室。

作为一种优选的方式，还包括支架8，所述景深摄像头1、所述LED显示屏2、蜂鸣器7均固定设于所述支架8上，通过设置支架8的方式，使得景深摄像头1、所述LED显示屏2、蜂鸣器7形成一个整体，方便搬运和安装。

作为一种优选的方式，为了去除掉背景中的杂色，在使用过程中，让穿戴防护服的工作者站在红色的背景板9器前面，并且所述背景板9位于所述景深摄像头1的正前方，也就是说，穿戴防护服的工作者站在红色的背景板9与景深摄像头1之间，这样，便可以除去很多杂色，从而使得判断更加精确，因为，穿戴防护服的工作者身上一般没有红色，例如，防护服是白色，皮肤是黄色，头发是黑色，眼睛也主要是白色和黑色，因此，采用红色的背景板9不会影响到单片机6的计算，如图4所示，所述背景板9的边缘在所述景深摄像头1的视角外，这样便使得景深摄像头1不会拍摄到背景板9外的其他颜色，所述背景板9与所述景深摄像头1之间预设有固定距离，用于为被拍摄者站在此处供景深摄像头1拍摄。

作为一种优选的方式，为了使自然界的其他光线不会照射到LED显示屏2上，在所述支架8上设置密闭不透明的壳体10，同时，壳体10的设置也可以防止灰尘等杂物飞到LED显示屏2上，所述景深摄像头1设于所述壳体10的侧壁上，所述LED显示屏2固定设于所述壳体10内，所述蜂鸣器7设于所述壳体10的外表面上。

一种防护服穿戴工业视觉评判方法，包括如下步骤：

1)对每个工作者的防护服进行编号；使得每个工作者对应有一个固定尺寸的防护服；

2)采集每个工作者穿上自己对应尺寸的防护服后全身在所述背景板9上的投影形成的第一面积和第一面积减去工作者身上未被防护服覆盖的部分(正常情况下，工作者身上未被防护服覆盖的部分就是工作者的面部)在所述背景板上的投影形成的第二面积；

3)将步骤2中的所述第一面积和第二面积输入到单片机6内，通过所述单片机计算出每个防护服对应的一个第二面积与两个第一面积的比值A；

4)在每个工作者进入实验室之前，先让其穿戴好防护服之后，进行简单的弯曲伸直跨步动作，这样做的目的是避免在工作者进入实验室之后由于工作使得身体运动而导致防护服破裂的情况；然后让其站在所述背景板9与所述景深摄像头1之间，之后使所述工作者面对所述景深摄像头1和背对所述景深摄像头1各两秒；使得步骤3中的防护服穿戴评判系统采集到工作者在每次进入实验室之前的实际第一面积和实际第二面积并计算出两个实际第一面积与一个实际第二面积的比值B，若比值B比比值A大，则说明防护服没有扣好或有破洞，此时防护服穿戴评判系统报警，表示工作者穿戴的防护服不符合规定标准，不允许进入实验室。

优选的，所述步骤2)中第一面积的采集方式为：将防护服穿在尺寸对应的模特身上，然后让模特站立在所述背景板9的前面，将光线垂直于所述背景板9的平行光照射到所述模特身上，使得所述穿上防护服的模特的影子投射到所述背景板9上，计算出所述穿上防护服的模特的影子在所述背景板9上的总面积，将所述总面积记为第一面积。

优选的，所述步骤2)中第二面积的采集方式为：沿着所述防护服上设置的不需要覆盖模特的区域的轮廓线排列设置若干小灯，之后使穿上所述防护服的模特面对背景板9，使得所有所述小灯的灯光垂直照射到背景板9上，计算出所有所述小灯围成的面积，将第一面积减去所有所述小灯围成的面积记为第二面积。

优选的，为方便计算步骤2中计算每个工作者穿上自己对应尺寸的防护服后全身在所述背景板9上的投影的第一面积和工作者身上未被防护服覆盖的区域在所述背景板上的投影的第二面积，所述背景板9刻画多根格横线和竖线，使得背景板9上密布若干格子，然后在计算第一面积和第二面积时只需对应数格子即可，也就是第一面积中含有多少个格子，第二面积中含有多少个格子。

其中：利用景深摄像头的目的是将背景中除人体以外的其他影像滤除，使得景深摄像头呈的像如图5，之后景深摄像头将拍摄的照片显示在LED显示屏上，形成图6，图6是正常的情况，也就是说，防护服没有破洞；

此时，感光传感器感应到光的区域为设为S1，感应白色的颜色传感器感应到的设为S2，S1与S2之间的比值为：S1(照亮的LED模块)/S2(白颜色的区域)＝A1，工作人员便将这个值输入到单片机中。

当防护服上有破洞时，则景深摄像头拍摄的照片显示在LED显示屏上，形成图7，

此时，S1与S2之间的比值为：S1(照亮的LED模块)/S2(白颜色的区域-S衣服破损处)＝A2；

此时，由于A2显然大于A1,则单片机将信号传递给蜂鸣器，蜂鸣器发出声音；反之，如果不出现“S衣服破损处”，则A1＝A2，蜂鸣器便不会发出声音，代表防护服的穿戴正常。