建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門，它與整個國家經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活的改善有著密切的關(guān)系。根據(jù)住建部數(shù)據(jù)，從2016年到2018年間，建筑業(yè)事故總量為上升趨勢。有統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)眾多工地死亡事故中與安全帽相關(guān)的占比約 80%。大部分都是由于受害人不戴安全帽導(dǎo)致被物體打擊或頭部撞擊致死。由此可見，正確佩戴安全帽對于員工安全而言相當(dāng)重要。然而，在實際工作中工人未佩戴安全帽的不安全行為仍然時有發(fā)生。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場主要依靠安全管理人員的主觀監(jiān)測，存在時效性差、不能全程監(jiān)控等一系列問題。隨著人工智能技術(shù)的日漸成熟，安全帽佩戴檢測解決方案應(yīng)運而生，未來有望成為危險施工現(xiàn)場的標(biāo)配。
資料來源：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳
本文將以 ZLG M1808 平臺為例，對安全帽佩戴檢測技術(shù)及應(yīng)用進行介紹，闡述安全帽佩戴檢測的算法基本原理和應(yīng)用方向，介紹M1808開發(fā)平臺應(yīng)用搭建，并展示ZLG研發(fā)的安全帽佩戴檢測應(yīng)用demo。
一、基本原理與應(yīng)用
安全帽佩戴檢測是指不需要人工實時監(jiān)控，僅通過攝像頭和M1808平臺，即可在實時監(jiān)控條件下，自動識別工地或工廠危險區(qū)域內(nèi)的工作人員是否按要求佩戴安全帽。
1. 算法原理
安全帽佩戴檢測算法主要技術(shù)點為目標(biāo)檢測。本算法由ZLG算法團隊自主研發(fā)，結(jié)合基于AI加速芯片的M1808平臺特性進行了針對性的優(yōu)化，算法效率高。安全帽檢測算法對輸入圖像進行檢測，如果存在佩戴安全帽或未佩戴安全帽人員，可以實時獲取該人員在圖像中的位置。算法應(yīng)用邏輯如下圖所示。
目標(biāo)檢測的任務(wù)是找出圖像中所有感興趣的目標(biāo)(物體)，確定它們的位置和大小，是機器視覺領(lǐng)域的核心問題之一。由于各類物體有不同的外觀，形狀，姿態(tài)，加上成像時光照，遮擋等因素的干擾，目標(biāo)檢測一直是機器視覺領(lǐng)域最具有挑戰(zhàn)性的問題。
基于目標(biāo)檢測的算法主要分為兩類：one stage目標(biāo)檢測算法;two stage目標(biāo)檢測算法。常用的目標(biāo)檢測算法如下表。
用戶可以根據(jù)自身需求選擇適當(dāng)?shù)乃惴ú⒂?xùn)練模型，通過M1808相關(guān)開發(fā)工具進行模型轉(zhuǎn)換，進一步實現(xiàn)M1808平臺部署相關(guān)應(yīng)用。
2. 算法功能
ZLG安全帽佩戴檢測算法可實現(xiàn)佩戴安全帽檢測和統(tǒng)計，包括統(tǒng)計人員總數(shù)和未戴安全帽的違規(guī)人員數(shù)量，具體如下所示。
佩戴安全帽人員檢測如下圖，可見當(dāng)前人員總數(shù)為1，不存在違規(guī)人員。
未佩戴安全帽人員檢測如下圖，違規(guī)人員數(shù)量為1。
手持安全帽干擾檢測如下圖，可見手持安全帽不影響檢測結(jié)果。
3. 應(yīng)用方向與延伸
ZLG安全帽佩戴檢測方案，原則上適用于任何需要佩戴安全帽的應(yīng)用場景，如建筑、冶金化工、礦山、機械、電力、交通運輸、林業(yè)和地質(zhì)等作業(yè)的工種。
此外，ZLG安全帽佩戴檢測方案可以遷移到電單車(摩托車)安全頭盔佩戴的檢測，以及泳池游泳者佩戴泳帽的檢測功能等。當(dāng)然，類似應(yīng)用場景均可以考慮此方案，所需的只是特定場景的數(shù)據(jù)。
二、M1808應(yīng)用搭建
1. 硬件主機平臺
硬件主機平臺為M1808系列產(chǎn)品，包含M1808核心板產(chǎn)品和M1808評估板產(chǎn)品M1808_EV_Board，分別如下圖所示。
M1808評估板提供了一路MIPI DSI顯示接口以及一路RGB-LCD顯示接口。對于MIPI DSI顯示接口可以選擇使用致遠(yuǎn)電子生產(chǎn)的LCD-1280800W101TC 10.1寸LVDS接口的液晶顯示屏。在使用該顯示屏?xí)r，還需要額外增加一個M1808-BR-PACK顯示接口轉(zhuǎn)接板，用于將評估板LVDS接口轉(zhuǎn)接成LVDS接口。液晶屏和液晶轉(zhuǎn)接板分別如下圖所示。
2. 應(yīng)用環(huán)境搭建與運行
安全帽佩戴檢測應(yīng)用與開發(fā)工具可通過立功科技和廣州致遠(yuǎn)電子市場人員獲取。主要包括如下文件：
具體環(huán)境搭建與安全帽佩戴檢測工程編譯可參照《M1808安全帽檢測應(yīng)用筆記》文檔。
1. 安全帽佩戴檢測效果展示
我司研發(fā)的安全帽佩戴檢測算法，可運行于M1808平臺，可實現(xiàn)安全帽佩戴檢測與統(tǒng)計，實時顯示檢測的結(jié)果。具體效果如下：
M1808產(chǎn)品圖片：
3. 關(guān)于算法庫獲取
關(guān)于算法庫的獲取可以咨詢廣州立功科技股份有限公司與廣州致遠(yuǎn)電子有限公司相關(guān)市場人員。
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