(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210732596.9 (22)申请日 2022.06.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114821960 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 中建安装集团有限公司 地址 210046 江苏省南京市栖霞区文澜路6 号 (72)发明人 姚盛清　肖智中　张艳芳　金树楼　 孙梓尧　项龙康　倪娇娇　 (74)专利代理 机构 南京先科专利代理事务所 (普通合伙) 32285 专利代理师 何静 (51)Int.Cl. G08B 21/02(2006.01)G08B 25/08(2006.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 40/10(2022.01) G06K 17/00(2006.01) 审查员 周瑜 (54)发明名称 一种基于窄带物联网技术的工地人员主动 安全防护系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于窄带物联网技术的 工地人员主动安全防护系统， 通过对工地现场监 控视频画面的分析来识别出施工人员的不安全 状态 （如未戴安全帽， 未佩戴防护设备等） 、 不安 全行为 （如工人接近有高处坠落风险的深基坑边 缘、 工人处在大型塔吊工作的危险区域） 、 工地的 危险情况 （如工地发生火灾等） ， 再通过多技术融 合手段实现对以上状态相应人员的精 准筛选， 并 通过窄带物联网技术 以及穿在相应施工人员身 上的自主开发的智能穿戴设备进行主动报警提 醒。 本发明利用了机器视觉技术、 窄带物联网技 术以及RFID技术， 为 建筑工地的施工人员提供主 动的全方位监管与安全防护， 有效保障了施工安 全性。 权利要求书2页 说明书6页 附图7页 CN 114821960 B 2022.09.30 CN 114821960 B 1.一种基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征在于， 包括云平台、 视觉传感设备、 其他传感设备以及物联网设备， 其他传感设备包括用于监测施工人员红外 数据的红外传感设备、 用于采集施工人员姿态信息的结构光深度传感器、 用于监测施工人 员位置的主动式RFID设备， 物联网设备包括依次信号连接的窄带物联网发送设备、 窄带物 联网接收设备、 智能穿戴设备； 视觉传感设备、 其他传感设备、 物联网设备均与云平台信号 连接， 云平台用于提供工地现场实时监控画面与后台报警功能； 所述工地人员主动安全防护系统包括五大功能： 人员信 息识别、 危险场景识别、 人员不 安全行为识别、 人员不 安全状态 识别、 人员穿戴设备报警； 所述人员信息识别过程 为： 云平台提取视觉传感设备传递的数据中的一帧图像， 识别出帧图像中所有的人物， 将 识别出的人物与第一人物特征行为数据库比对， 进行人员姓名的识别， 识别成功后记录下 该人员的位置、 图帧时间、 姓名信息； 识别不成功则提取该帧图像的时间戳， 再提取该时间 戳下的监控区域 RFID信息、 深度传感信息、 红外传感信息， 并将提取的信息与第二人物特征 行为数据库中的数据比对， 再次进行施工人员姓名的识别； 二次识别不成功后则丢弃该帧图像， 二次识别成功后首先记录下该人员的位置、 图帧 时间、 姓名信息， 之后将该人员在该时间戳内对应的所有特征数据提取出来， 分为图像数据 和其他数据两类， 并将图像数据放入第一人物特征行为数据库中， 将其他数据放入第二人 物特征行为数据库中， 供 下次识别使用； 第一人物特征行为数据库内包含工地每个人员的人脸信 息、 步态特征信 息以及行为特 征信息， 第二人物特征行为数据库内包含工地每个人员的RFID信息、 深度传感信息以及红 外传感信息 。 2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述人员信息识别过程中， 基于第一人物特征行为数据库进 行识别时， 当人脸识别重 合率达到90％时人脸识别成功， 否则基于融合图以及人员步态数据库进行步态识别， 当步 态识别重合率达到60％时， 步态识别完成， 否则继续基于第一人员行为数据库进行行为特 征识别， 当行为特征识别重合率达到40％时， 行为特征识别完成， 否则丢弃用于识别的帧图 像； 步态识别中使用到的融合图通过如下方法获得： 提取视觉传感设备采集的视频数据中 的帧图像， 进 行人物外形轮廓特征比对， 之后提取人物轮廓信息； 提取红外传感设备监测数 据， 进行人体温度红外特征比对， 之后提取人员红外信息； 提取结构光深度传感器监测数 据， 进行人物外形轮廓信息立体化处理， 提取人物骨骼关节信息； 最后将提取到的三种信息 对应的图层进行融合， 获得融合图。 3.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述 危险场景识别过程 为： 云平台提取视觉传感设备传递的数据中的一帧图像后识别是否有火灾发生， 未识别出 有火灾发生则丢弃该帧图像； 识别出有火灾发生后则提取该帧图像时间戳， 再调 出相同时 间相同位置的红外传感设备监测数据， 进 行火灾二次识别； 二次识别有火灾 发生后， 判断火 源周围10 m范围内是否有 人员活动， 判断出没有 人员活动则云平台直接进 行报警提示， 判断 出有人员活动则记录下 人员名称信息， 同时云平台端报警；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114821960 B 2二次识别没有火灾发生后， 记录下火源坐标， 并判断该坐标之前是否记录过， 若是则将 该帧图像与坐标信息同时丢弃， 否则提取前后1S内该位置其他时间戳的红外传感信息与图 像信息， 再次进行火灾识别。 4.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述人员不 安全行为识别过程 为： 云平台提取人员 信息识别过程中记录的人员姓名与位置信 息， 将人员位置信 息与危险 区域数据库中的坐标数据进行比对， 判断危险区域内是否有人员活动， 判断出没有人员活 动时则丢弃该帧图像， 否则记录下人员名称信息， 同时云平台端报警； 危险区域数据库内包 含事先划定的危险区域 坐标集信息 。 5.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述人员不 安全状态 识别过程 为： 云平台提取人员 信息识别过程中记录的人员姓名信 息， 云平台还同时提取视觉传感设 备传递的数据中的一帧图像， 将其与安全防护用品数据库进行对比， 识别出该帧图像中的 人员的防护用品是否全部正常佩戴， 若 是则丢弃该帧图像数据， 否则记录下人员名称信息， 同时云平台端报警； 安全防护用品数据库内包 含安全防护用品图像模板 。 6.根据权利要求1所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述人员穿戴设备报警过程为： 云平台根据人员信息识别、 危险场景识别、 人员不安 全行为识别以及人员不安全状态识别过程中记录下的人员名称信息， 提取对应人员的穿戴 设备唯一标识信息， 之后基于窄带物联网发送设备， 通过窄带物联网唤醒相应标识信息对 应的穿戴设备， 唤醒后利用该穿戴设备自有的扬声器对该 人员进行报警提醒。 7.根据权利要求6所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述窄带物联网发送设备为位于系统端的LORA发射器， 窄带物联网接收设备为安装 在智能穿戴设备上的LORA接收器， RFID设备中的RFID接收器也安装在智能穿戴设备上， RFID发射器位于系统端， 系统端与云平台信号连接， 传递数据并且接收指 令； 智能穿戴设备 是经过智能化设计改造的安全帽， 安全帽内还安装有扬 声器、 电源， 电源由微型太阳能板与 电池组成。 8.根据权利要求7所述的基于窄带物联网技术的工地人员主动安全防护系统， 其特征 在于， 所述工地人员主动安全防护系统对施工人员进行定位识别时， 首先利用LORA发射器 通过窄带物联网向当前设备覆盖范围所有的智能穿戴设备上的LORA接收器发送开启信息， LORA接收器收到信息后， 通知电源给智能穿戴设备端的主动式RFID接收器供电， RFID接收 器通电之后与系统端的RFID发射器 建立通讯， 实现人员定位； 定位完成后， LORA发射器再向 当前设备覆盖范围所有智能穿戴设备上的LORA接收器发送关闭信息， LORA接收器收到信息 后， 通知智能穿戴设备中的电源停止给主动式RFID接收器供电， 之后主动式RFID接收器再 次处于休眠状态； 工地人员主动安全防护系统进行人体端报 警时， 系统端的LORA发射器向指定的某个智 能穿戴设备的LORA接收器点对点 发送信息， 该LORA接收器接收到信息后打开智能穿戴设备 端的扬声器报警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114821960 B 3