[发明专利]施工现场的人机碰撞预警方法及系统

说明书

本公开是关于一种施工现场的人机碰撞预警方法及系统，系统包括：数据采集模块，通过设置在施工现场的移动式机械设备上的多个双目摄像头和多个传感器分别采集施工现场的当前图像数据、深度图像数据和机械设备的运动数据；处理模块，对每个当前图像数据进行分析处理，以确定每个当前图像数据中的工人轮廓像素坐标，根据工人轮廓像素坐标、深度图像数据和对应的机械设备的运动数据确定每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合；风险识别模块，根据每个当前图像数据中工人与机械设备之间的距离和工人的安全帽颜色组合，识别当前图像数据对应的风险等级；预警模块，根据风险等级，确定对应的人机碰撞预警提示方式进行提示。

技术领域

本公开涉及施工现场的安全监测技术领域，尤其涉及一种施工现场的人机碰撞预警方法及系统。

背景技术

随着建筑业施工技术的发展，越来越多的移动式施工机械被运用在作业现场，例如挖掘机、铲车、起重机等等。移动式施工机械的运用为工地现场引入了人机碰撞的风险。施工现场与碰撞相关的事故占总体事故的22%，人机碰撞逐渐成为工地事故的主要原因之一。

施工现场人机碰撞事故发生的原因在于以下两点原因。第一是机械由于工作任务的需要可能处于整体或部分运动的状态，如铲车在铲土时整体前进或后退、吊车在吊装时伸长吊臂或旋转吊机；第二是工人由于工作任务需要或场地条件限制件在机械附近进行工作，如绳索工捆绑吊车吊装的物料、工人和机械同时在狭小的场地内工作。当工人与机械在同一时空范围内相互接近并小于一定阈值时即工人进入机械危险区域形成人机碰撞风险。

施工现场机械在正常作业时涉及大量整体或部分运动的情况，所以控制移动式机械人机碰撞风险的核心在于控制在危险区作业人员的数量与种类构成的组合。作业工人的种类由安全帽的颜色进行区分，红色安全帽代表技术人员和管理人员，黄色安全帽代表普通工人，蓝色安全帽代表技术人员，白色安全帽代表监理或甲方。每种机械在作业时对应所需的工人人员组合各不相同，当作业机械与其对应的工作人员组合为常见工况，则代表此时人机碰撞风险较低，反之当作业机械与工作人员组合无法匹配时，则代表出现了高风险工况，需要预警提示。高风险工况有以下五种情况：

1）作业机械与工作人员组合匹配但不常见，代表低频正确作业，由于相对低频，工人和管理人员熟练度相对较低，需要预警提高工作人员的注意力；

2）存在视觉盲区，此时需要预警提示盲区的存在；

3）非作业区工人进入，由于移动式机械作业相对灵活，存在非作业区工人进入作业区的情况，此时需要预警驱赶非作业区工人；

4）缺少作业区工人或监管人员，此时需要预警提示高风险作业

5）监管人员数量过多，监管人员有时会聚集在风险区域，带来不必要的风险，此时需要预警驱赶非必要监管人员。

目前施工现场缺乏有效的技术或管理手段对于移动式机械相关的高风险工况的识别与预警。

近年来人工智能技术高速发展，在图像识别，语义分析、数据挖掘等多领域成绩斐然。人工智能技术可以为识别施工现场高风险工况提供支撑，但是人工智能技术依赖硬件设备强大的算力，而碰撞事故要求事故风险识别不超过1s。此外，因为工地条件复杂，难以容纳大体积大功率嵌入式设备，所以需要在小体积嵌入式边缘计算平台中，实现施工现场移动式机械人机碰撞事故识别与预警系统。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种施工现场的人机碰撞预警方法及系统。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于嵌入式边缘计算平台的施工现场的人机碰撞预警系统，包括：

数据采集模块，用于通过设置在施工现场的移动式机械设备上的多个双目摄像头和多个传感器分别采集施工现场的当前图像数据、深度图像数据和机械设备的运动数据；