皮带坐人检测
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皮带坐人检测

一、核心检测逻辑

检测任务分三步:判断皮带是否运行、找出皮带上的人、分析人是不是坐着。用光流法看皮带有没有运动,用深度学习目标检测算法定位人体,再用人体关键点估计算法算出关节角度,区分坐、蹲、躺。违规判定就一条:皮带转着 + 人压在皮带上 + 人坐着 → 报警。

二、技术实现方案

1. 系统架构(云-边-端协同)

  • 端侧:矿用防爆摄像头(可见光加热成像),负责拍图与补光。
  • 边侧:矿用边缘计算盒子(算力不低于20 TOPS),做视频解码、AI推理、判断报警、给皮带PLC发信号。
  • 云侧:矿山AI管控平台,管模型更新、存报警记录、出统计报表、远程改配置。

2. 算法选型

  • 目标检测:一种轻量级高精度目标检测网络,精度和速度都够,小目标也能抓。
  • 姿态估计:一种基于关键点的人体姿态估计网络,提取关键点,判断坐姿。
  • 运动检测:光流法,知道皮带是转还是停,减少瞎报警。
  • 边缘加速:通用推理加速框架,推理延迟能压到10毫秒以内。

3. 检测流程

视频流先做解码和去噪、增强,圈出皮带区域。先看皮带动不动:不动就少检或不检;动就找人体。找到人再分析关键点和姿态,确认人坐着并且压在皮带上,就触发报警,同时让现场的声光报警器响,或者让皮带急停。

三、关键难点与优化策略

难点1:井下光线忽明忽暗、粉尘大、水雾多
换成热成像摄像头——人体比机械热得多;图像预处理时用Retinex提亮、用暗通道去雾;训练模型时往图片里加噪声、模糊、模拟各种光照。

难点2:人身上的衣服和皮带颜色差不多,或者人被挡住一部分
给模型加上注意力机制,让它盯着人看;换端到端检测模型,挡住也不怕;多装几个摄像头,最好在皮带上方45°侧着往下拍。

难点3:检修工人蹲在皮带上被误报成违规
靠衣服或安全帽区分——检修工可以穿特定马甲或戴标签;再加一条时间逻辑:如果一群人带着工具,皮带也停了或者处在检修模式,就暂时不管。但这条得小心用。

难点4:报警太多太烦
同一个目标在同一摄像头下,延迟5秒再报,免得人一动就误报;同一个人连续坐在皮带上,每分钟顶多报一次。分两级:Level 1(光坐着)只声光提醒;Level 2(坐着还离机尾或滚筒很近)直接让皮带急停。

四、硬件部署建议

  • 主运输皮带:用400万防爆球机(带热成像),装在机头、机尾和每隔200米的地方,镜头向下歪30°到45°。
  • 斜巷皮带:用双目结构光相机,装在人容易翻越的位置,侧着从上往下拍。
  • 夜间或高粉尘环境:用红外热成像定焦(640×512),装在皮带行人那一侧,镜头水平或向下20°。
  • 边缘计算盒:算力不低于20 TOPS(INT8精度),至少能同时处理4路1080p视频,工作温度-20℃到60℃,要有矿用MA标志。

五、典型报警联动策略

  • 头一回拍到坐人:边缘盒发信号,现场声光警报喊“禁止皮带坐人”。
  • 坐人超过10秒还不起来:自动抓图、录10秒视频传到平台,同时推送到值班员手机或电脑上。
  • 坐着的人离机尾不到5米:直接给皮带PLC发IO信号,急停。
  • 同一个人被连报三次没人管:把报警等级升到最高,让调度室整个屏幕弹出来。