基于实时目标跟踪的生产安全监控关键技术研究

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热电厂的工作现场大型设备较多,并且作业环境相对恶劣,人员在工作过程中的安全需要格外的注重,并且由于热电厂作业流程的连续性,过程中断将会造成大量的原材料损失,因此保证人员安全与生产的正常进行是热电厂的监控重点。然而传统视频监控方式的效果过度依赖于监控室内工作人员的经验以及工作状态,实际监控效果有限。近年来,随着计算机视觉技术与目标检测算法的广泛应用,越来越多的企业选择构建智能监控系统以提升监控质量。在此背景下,本文基于热电厂现状与实际需求,提出了构建智能监控系统的总体方案,并针对热电厂当前存在的运煤车厢初次停靠不到位以及翻车机失速两大安全隐患进行算法设计。本文首先从热电厂实际情况出发,将智能监控系统划分为智能监控预警系统与智能监控管理信息系统,结合需求分析得到智能监控系统的组成,进而提出构建智能监控系统的总体方案。在此基础上,分别构建运煤车厢定位预警算法与翻车机转速监测算法,实现对关键环节的智能监控。在运煤车厢定位预警算法构建过程中,利用Center Net算法对运煤车厢进行识别,进而获取运煤车厢位置。针对算法训练过程中收敛速度较慢的现象对损失函数进行更改,同时针对上采样过程存在的特征缺失现象将特征图金字塔的思想引入上采样结构中,更好的提升了检测效果。获取到位置坐标后,借用蒙板的思想改进了判定预警方法,将运煤车厢与预警线位置坐标比对问题转换为像素点在蒙板图片内输出RGB值的问题,极大程度上减少了计算过程。在翻车机转速监测算法构建过程中,本文首先利用光流法对像素点在视频的相邻两帧内的位移进行获取,然后利用半径与弧长的关系实现由位移计算得到转速,从而实现对翻车机转速的实时监测。经实验验证,本文构建的运煤车厢定位预警算法的检测实时性可达62.108帧/秒,准确性可达80.675%,能够在不同的室外场景下全天候进行应用。构建的翻车机转速监测算法监测对视频相邻两帧之间的转速计算仅需0.043秒,能够应用于不同视角下拍摄的摄像头,方法具有适用性。
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