一种工程用棚架使用安全监控方法、系统、设备和存储介质与流程

1.本技术涉及施工安全监控的技术领域，尤其是涉及工程用棚架使用安全监控方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.在高层建筑施工过程中，一般需要在建筑主体外侧搭设棚架，棚架一般通过具有一定直径以及长度的竹子进行搭建，其作用是用于保护施工人员，同时也方便施工人员在高空中对不同的建筑部位进行施工。为了防止施工过程中的材料或工具从棚架上掉落，通常在棚架上铺设防护网，以提高高空施工的安全性。
3.在上述技术中，如果遇到一些突发情况，例如飓风、突发的暴雨等情况时，大于或大风都会对站立在棚架上的施工人员产生影响，容易影响施工人员作业安全，因此还有需要改进的空间。


技术实现要素：

4.本技术目的是提供一种工程用棚架使用安全监控方法、系统、设备和存储介质，有助于提高施工人员的作业安全性。
5.本技术的上述发明目的一是提供一种工程用棚架使用安全监控方法，通过以下技术方案得以实现的：一种工程用棚架使用安全监控方法，包括：实时获取目标空间内的图像信息，所述目标空间为施工棚架；基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象；当确定所述目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息；对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号；当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
6.在上述方案中，先获取棚架内图像信息，以判断是否存在目标对象，由于突发的天气有可能导致站在棚架内的施工人员或放在棚架上的施工工具掉落而造成施工安全事故，因此目标对象可以是施工人员，也可以是施工工具，当确定目标空间内存在目标对象的情况下，先获取施工区域的气象信息并且根据气象信息进行分析，以判断是否需要生成施工预警信号，而当确定需要生成施工预警信号时，则发出施工预警信息，以通知棚架上的施工人员尽快去往安全区域或通知施工人员尽快将棚架上的施工工具取下。
7.优选的，所述基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象的步骤，包括：对所述图像信息进行亮度调整以及对比度调整，以得到预处理图像信息；对所述预处理图像信息进行直方图均衡化处理，以得到待处理图像信息；对所述待处理图像信息进行特征提取，以获得目标特征；将所述目标特征与预设特征进行匹配，以获取特征匹配度；
当所述特征匹配度高于预设匹配度时，则确定所述目标空间内存在目标对象。
8.在上述方案中，由于棚架外侧有防护网，因此棚架内有可能存在光线不足的情况，因此先调节图像信息中的亮度以及对比度，以提高图像信息的亮度以及清晰度，然后再对图像信息进行直方图均衡化处理，以使得图像的亮度分布均衡化，以获得清晰的待处理图像信息，以便于在对待处理图像进行特征提取时能够更加快速获取相关特征。
9.优选的，所述对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号的步骤，包括：对所述气象信息进行解析，以获取气象信息类型，所述气象信息类型包括温度信息、湿度信息以及风力信息；当确定所述气象信息类型为风力信息时，基于所述风力信息换算为风力等级；将所述风力等级与预设风力等级进行对比；当所述风力等级高于预设风力等级时，则确定生成施工预警信号。
10.通过对风力等级进行计算，以判断该风力等级是否会影响棚架内部施工人员的正常施工作业，如该风力等级大于预设风力等级，则生成施工预警信号，以提醒施工人员转移到安全区域。
11.优选的，所述基于所述风力信息换算为风力等级的步骤，包括：实时获取实际风速信息、风速系数；计算标准风速，标准风速＝实际风速/风速系数；基于标准风速，换算风力等级。
12.在上述方案中，先通过实际风速来计算得到标准风速，再通过标准风速统一转换为风力等级，以方便快速判断风力是否影响施工。
13.优选的，所述发出施工预警信息的步骤，包括：将所述施工预警信号发送终端以显示于终端；将所述施工预警信号转换为警报声音信号；将所述警报声音信号发送至广播端。
14.上述方案中，将施工预警信号发送终端，从而提醒后台监控人员能够及时了解气象情况并做好统筹工作；同时，为了配合正在施工的人员能够及时去往安全区域，因此也将施工预警信号转换为警报声音信号，然后将警报声音信号发送至广播端，由广播端播放警报声音，以提醒施工人员尽快前往安全区域。
15.本技术目的二是提供一种工程用棚架使用安全监控系统，有助于提高检测操作的便利性。
16.本技术的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种工程用棚架使用安全监控系统，包括：第一获取模块：用于实时获取目标空间内的图像信息，所述目标空间为施工棚架；第一判断模块：用于基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象；第二获取模块：用于当确定所述目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息；第二判断模块：用于对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号；发出模块：用于当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
17.本技术目的三是提供一种计算机设备，是通过以下技术方案得以实现的：一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述方案所述的一种工程用棚架使用安全监控方法的计算机程序。
18.本技术目的四是提供一种计算机可读存储介质，是通过以下技术方案得以实现的：一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种工程用棚架使用安全监控方法的计算机程序。
19.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：先获取棚架内图像信息，以判断是否存在目标对象，由于突发的天气有可能导致站在棚架内的施工人员或放在棚架上的施工工具掉落而造成施工安全事故，因此目标对象可以是施工人员，也可以是施工工具，当确定目标空间内存在目标对象的情况下，先获取施工区域的气象信息并且根据气象信息进行分析，以判断是否需要生成施工预警信号，而当确定需要生成施工预警信号时，则发出施工预警信息，以通知棚架上的施工人员尽快去往安全区域或通知施工人员尽快将棚架上的施工工具取下。
附图说明
20.图1是本技术其中一实施例的工程用棚架使用安全监控方法的流程框图。
21.图2是本技术其中一实施例中步骤s2的具体流程框图。
22.图3是本技术其中一实施例中工程用棚架使用安全监控系统的结构示意图。
23.图4是本技术一实施例中计算机设备的内部结构示意图。
24.图中，1、第一获取模块；2、第一判断模块；3、第二获取模块；4、第二判断模块；5、发出模块。
具体实施方式
25.以下结合附图1-附图4和实施例对本技术作进一步详细说明。
26.在高层施工中，由于施工人员一般站立在棚架上对建筑物外侧进行施工，如发生突发的天气情况，容易影响施工人员施工的安全性，因此本技术实施例公开一种工程用棚架使用安全监控方法，一方面对棚架内部进行监控，另一方面能够快速响应突发的天气情况，以及时通知施工人员尽快离开棚架。
27.参见图1，该方法包括：s1、实时获取目标空间内的图像信息，目标空间为施工棚架。其中图像信息为若干连续图像组。在本实施例中，通过在棚架的一侧安装若干图像获取装置，以进行获取目标空间内部的图像信息，图像获取装置包括但不仅限于广目摄像头或高清摄像头。若干图像获取装置沿棚架的竖直方向等间距分布，且每个图像获取装置对应设置有编号，因此每个图像获取装置都有特定的拍摄区域，以便于后续快速定位目标对象的位置。
28.在高层建筑施工中，一般在建筑物外侧搭设棚架，施工人员站在施工棚架处进行施工，因此获取施工棚架内的图像，以判断当前是否有施工人员在棚架内。
29.s2、基于图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象。由于施工过程中，可能存在施工人员站立在棚架内，也有可能是施工人员将施工工具挂设在棚架内，因此，目标对象包括但不仅限于施工人员，还包括施工工具。
30.参见图2，步骤s2包括：s21、对图像信息进行亮度调整以及对比度调整，以得到预处理图像信息。
31.由于棚架外侧还设置有深色(例如黑色或深绿色)防护网，因此在阴天天气的情况下，容易出现棚架内光线不足的情况，因此获取到的图像信息存在亮度较低的情况，由此在对图像进行识别之前，对图像进行亮度以及对比度调整，使得图像信息中的特征能够更加明显。
32.s22、对预处理图像信息进行直方图均衡化处理，以得到待处理图像信息。
33.在步骤s21的基础上，再通过将图像信息进行直方图均衡化处理，以使图像信息的亮度分布均匀化，提高图像的清晰度和对比度。
34.s23、对待处理图像信息进行特征提取，以获得目标特征。
35.在本实施例中，通过canny算法检测待处理图像中的特征。在其他实施方式中，还可以通过sift(scale-invariant features transform,尺度不变特征变换)算法进行特征提取。
36.s24、将目标特征与预设特征进行匹配，以获取特征匹配度。
37.预设特征可由工作人员进行设定，预设特征可以为施工人员的特征信息，例如：在施工过程中，施工人员需要穿着施工服，施工服前面和后面均设置有特定图案，可以以该图案的图像作为预设图像，然后在该预设图像中提取与该图案相关联的预设特征。由此，对获取到的待处理图像中，可以通过按照该预设特征和目标特征进行匹配，以确定是否有施工人员在棚架内。
38.需要说明的是，预设特征还可以是与施工工具相关联的特征，施工工具包括但不仅限于扳手、锤子等。
39.s251、当特征匹配度等于或高于预设匹配度时，则确定目标空间内存在目标对象。
40.预设匹配度可以由施工人员根据实际施工情况进行设定。
41.s252、当特征匹配度低于预设匹配度时，则确定目标空间内不存在目标对象，则跳转至步骤s1。
42.关于步骤s251-步骤s252，以下进行举例说明：当步骤s24得到的特征匹配度为85％，而预设匹配度为85％，则确定目标空间内存在目标对象。
43.当步骤s24得到的特征匹配度为85％，而预设匹配度为90％，则确定目标空间内不存在目标对象。
44.s3、当确定目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息。其中，气象信息包括但不仅限于暴雨天气、飓风天气。
45.在确定棚架内存在施工人员或施工工具的情况下，需要考虑突发的天气变化是否会影响施工人员在棚架内施工或导致放置在棚架上的施工工具掉落，因此需要获取气象信息，以便于接下来判断是否发出施工预警信号。
46.s4、对气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号。
47.具体的，步骤s4包括：s41、对气象信息进行解析，以获取气象信息类型，气象信息类型包括温度信息、湿度信息以及风力信息。
48.s42、当确定气象信息类型为风力信息时，基于风力信息换算风力等级。其中风力信息包括实际风力、风速系数。
49.具体的，步骤s42包括：s421、实时获取实际风速信息、风速系数以及转换单位的系数。
50.其中，实际风速的单位为米每秒(m/s)，可以在棚架的顶部安装风速传感器(例如风速计)进行检测实际风速。
51.风速系数是常规系数，风速系数通过以下公式进行计算：风速系数＝当前风速/理论上的最大风速；风速系数可以采用流量计或流体动力学模拟等方法进行计算。
52.s422、计算标准风速，标准风速＝实际风速/风速系数。
53.例如：将标准风速设置为v，实际风速设置为vs，风速系数为10，那么：标准风速v＝vs/10；如果在实际使用中实际风速的单位为每小时风速(km/h)，那么标准风速＝实际风速/(风速系数*转换单位的系数)，其中转换单位的系数为0.2778。
54.s423、基于标准风速，换算风力等级。风度等级与标准风速相关，标准风速与风力等级的换算根据以下风速与风力等级划分表：标准风速与风力等级换算关系如下：标准风速与风力等级换算关系如下：以下对步骤s42进行示例性说明：
当计算得到标准风速为20m/s时，根据标准风速与风力等级换算关系，对应的风力等级为4级。
55.s43、将风力等级与预设风力等级进行对比。
56.预设的风力等级可根据实际情况进行设定。将步骤s42计算得到的风力等级与预设风力等级进行比对，从而确定是否应该发出施工预警信息。
57.s44、当风力等级高于预设风力等级时，则确定生成施工预警信号。
58.s5、当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
59.在生成施工预警信号的同时需要给正在棚架内施工的工作人员以及在后台监控的人员进行提醒，以使得后台监控的人员能够及时根据施工预警进行统筹，以及，使得在棚架内进行施工的工作人员得知预警并且迅速去往安全区域。因此，步骤s5包括s51、将施工预警信号发送终端以显示于终端，其中，终端包括但不仅限于控制台终端，还可以为监控人员的手机终端或电脑终端。
60.s52、将施工预警信号转换为警报声音信号。
61.s53、将警报声音信号发送至广播端，广播端包括但不仅限于广播器，该广播器安装于棚架的顶部，以便于广播警报声音信号。
62.将施工预警信号发送终端并使得终端能够将施工预警信号进行显示，从而提醒后台监控人员能够及时了解气象情况并做好统筹工作；同时，为了配合正在施工的人员能够及时去往安全区域，因此也将施工预警信号转换为警报声音信号，然后将警报声音信号发送至广播端，由广播端播放警报声音，以提醒施工人员尽快前往安全区域。
63.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
64.本技术实施例还公开一种工程用棚架使用安全监控系统，该工程用棚架使用安全监控系统与上述实施例中工程用棚架使用安全监控方法一一对应。如图3所示，该工程用棚架使用安全监控系统包括：第一获取模块1、第一判断模块2、第二获取模块3、第二判断模块4以及发出模块5，且各功能模块详细说明如下：第一获取模块1：用于实时获取目标空间内的图像信息。
65.第一判断模块2：用于基于图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象。
66.第二获取模块3：用于当确定目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息。
67.第二判断模块4：用于对气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号。
68.发出模块5：用于当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
69.先通过第一获取模块1获取棚架内图像信息，再采用第一判断模块2判断是否存在目标对象；当确定目标空间内存在目标对象的情况下，先采用第二获取模块3获取施工区域的气象信息并且根据气象信息进行分析，以采用第二判断模块4判断是否需要生成施工预警信号，而当确定需要生成施工预警信号时，则采用发出模块5发出施工预警信息，以通知棚架上的施工人员尽快去往安全区域或通知施工人员尽快将棚架上的施工工具取下。
70.关于工程用棚架使用安全监控系统的具体限定可以参见上文中对于工程用棚架使用安全监控方法的限定，在此不再赘述。上述工程用棚架使用安全监控系统中的各个模
块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于控制装置中的处理器中，也可以以软件形式存储于控制装置中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
71.本技术实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行工程用棚架使用安全监控方法的计算机程序：s1、实时获取目标空间内的图像信息，目标空间为施工棚架。
72.s2、基于图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象。
73.s3、当确定目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息。
74.s4、对气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号。
75.s5、当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
76.另外，该计算机设备中的处理器执行计算机程序时执行上述所有工程用棚架使用安全监控方法的步骤。
77.其中，该计算机是服务器。如图4所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种工程用棚架使用安全监控方法。
78.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：s1、实时获取目标空间内的图像信息，目标空间为施工棚架。
79.s2、基于图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象。
80.s3、当确定目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息。
81.s4、对气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号。
82.s5、当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。
83.处理器执行计算机程序时还能够执行上述任意实施例中关于工程用棚架使用安全监控方法的步骤。
84.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功
能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
86.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种工程用棚架使用安全监控方法，其特征在于，包括：实时获取目标空间内的图像信息，所述目标空间为施工棚架；基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象；当确定所述目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息；对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号；当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。2.根据权利要求1所述的一种工程用棚架使用安全监控方法，其特征在于，所述基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象的步骤，包括：对所述图像信息进行亮度调整以及对比度调整，以得到预处理图像信息；对所述预处理图像信息进行直方图均衡化处理，以得到待处理图像信息；对所述待处理图像信息进行特征提取，以获得目标特征；将所述目标特征与预设特征进行匹配，以获取特征匹配度；当所述特征匹配度高于预设匹配度时，则确定所述目标空间内存在目标对象。3.根据权利要求1所述的一种工程用棚架使用安全监控方法，其特征在于，所述对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号的步骤，包括：对所述气象信息进行解析，以获取气象信息类型，所述气象信息类型包括温度信息、湿度信息以及风力信息；当确定所述气象信息类型为风力信息时，基于所述风力信息换算为风力等级；将所述风力等级与预设风力等级进行对比；当所述风力等级高于预设风力等级时，则确定生成施工预警信号。4.根据权利要求3所述的一种工程用棚架使用安全监控方法，其特征在于，所述基于所述风力信息换算为风力等级的步骤，包括：实时获取实际风速信息、风速系数；计算标准风速，标准风速=实际风速/风速系数；基于标准风速，换算风力等级。5.根据权利要求1所述的一种工程用棚架使用安全监控方法，其特征在于，所述发出施工预警信息的步骤，包括：将所述施工预警信号发送终端以显示于终端；将所述施工预警信号转换为警报声音信号；将所述警报声音信号发送至广播端。6.一种工程用棚架使用安全监控系统，其特征在于，包括：第一获取模块（1）：用于实时获取目标空间内的图像信息，所述目标空间为施工棚架；第一判断模块（2）：用于基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象；第二获取模块（3）：用于当确定所述目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息；第二判断模块（4）：用于对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号；发出模块（5）：用于当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-5任一项所述的一种工程用棚架使用安全监控方法的计算机
程序。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-5中任一项所述的工程用棚架使用安全监控方法的计算机程序。

技术总结
本申请涉及施工安全监控技术领域，尤其是涉及一种工程用棚架使用安全监控方法、系统、设备和存储介质，该方法的技术方案要点为：实时获取目标空间内的图像信息，所述目标空间为施工棚架；基于所述图像信息，判断目标空间内是否存在目标对象；当确定所述目标空间内存在目标对象时，则实时获取所在施工区域的气象信息；对所述气象信息进行实时分析，判断是否生成施工预警信号；当确定生成施工预警信号时，则发出施工预警信息。本申请有助于提高施工人员的作业安全性。员的作业安全性。员的作业安全性。


技术研发人员：戚少荣
受保护的技术使用者：东莞市合诚建设有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/6/28