人脸识别和热成像告警系统设计和使用说明

周杰，赵涛，石红梅，任学梅

关键字：人脸识别、热成像、告警；

1、系统功能设计简述

在功能方面，本软件包含热成像和球机的视频画面，热成像温度报警画面，人脸抓拍报警画面，轨道机器人定时巡逻以及控制，球机云台控制。本软件后台直接对接告警系统数据库；后台读取数据用于热成像温度报警、人脸抓拍报警展示，前端通过网页直接对球机进行云台控制，以及设置轨道机器人的定时巡逻和控制。本软件是通过调用海康威视设备网络的SDK接口，从而达到实现功能的目的，由于海康威视SDK是一个动态链接库，采用Python去调用接口。

2、数据库设计及数据存储

2.1、文件路径信息表ftp_file_url

字段名称	数据类型	主键	是否空	备注
id	Bigint	Y	N	主键
file_relative_path	Varchar(255)	N	N	文件相对路径
File_absolute_path	Varchar(255)	N	N	文件绝对路径
ftp_ip	Varchar(50)	N	N	ftp服务器IP地址
ftp user	Varchar(50)	N	Y	ftp账号
ftp_passwd	Varchar(50)	N	Y	ftp密码
create time	timestamp	N	N	创建时间

2.2、数据存储

数据存储方面，分别使用MySQL数据库和FTP文件服务器。MySQL主要是针对模型预测的数据进行存储，FTP主要是针对模型以及模型预测的图片等文件进行存储。数据存储时对应做了MySQL和FTP的关联，将文件存储在FTP的路径存储对应信息的MySQL表中，中间通过Nginx做反向代理，实现前端直接通过访问该路径得到对应的文件。

3、具体功能介绍及使用

3.1、人脸抓拍报警功能

通过调用海康威视设备网络的SDK接口来实现该功能，首先初始化SDK，设置报警回调函数，该函数返回的报警信息中包括了报警时间、人脸图片并存入数据库当中，然后在设备登陆进行报警布防，报警回调函数里面接收和处理数据，处理完成后报警撤防，退出登录，释放SDK资源。前端将数据库的数据最后展示到页面当中。在系统中，用户通过点击报警图标显示报警信息，其中包括了报警设备的名称，以及它们所处的位置，设备编号、状态和报警事件等。当在查人脸识别报警时，系统就会弹出相应的报警信息画面，其中可以看见在该位置时，是什么人去过，查看报警信息后可以对该条信息进行确认或者处理。

人脸识别技术具有精准的身份识别功能,是当今人工智能浪潮中热门的技术之一。文章借助人脸识别设备的SDK,将人脸识别技术集成到工厂现有的系统中,解决了传统身份识别存在的诸多问题,实现更加智能化的管理。[1]

随着社会的快速发展,近年来出现了人工智能、物联网等一些前沿技术。在这些技术中,生物特征识别技术诸如虹膜、视网膜、指纹、步态、人脸识别技术等,由于生物特征极强的稳定性和个体差异,能够确保公众信息安全,成为自动身份验证的理想工具,而变得更加流行。在生物识别技术中,应用最广泛的是人脸识别技术,它可以定义为一种基于人类面部特征的技术。[2]

3.2 热成像报警功能

热成像报警的信息包括高清图片信息、热成像图片信息、最高温度信息、最低温度信息、报警时间等。该功能需要调用SDK的温度温差报警和实时测温这两个接口。通过初始化SDK，设置温度报警回调函数，设备登陆成功后，报警布防，在报警回调函数里面接收和处理数据，并调用实时测温的接口，建立长连接获取温度信息存入数据库，最后撤防、注销登陆、释放SDK资源。在系统中，热成像报警是当温度超过某一个值时，就会记录下当时的时间以及温度。当在热成像报警中查看时，系统就会弹出报警的信息，其中包括高清图片和热成像图片，并且在高清图片上边标记了最高温度和最低温度的位置和数值。

在工业现场的安全管理中,监测各个设备的生产隐患变得日趋迫切,传统的人工检测已不满足安全生产的要求。随着热成像技术发展已日趋成熟稳定,它具有在线远程、精准、无接触的检测温度变化率及幅度等特点,能够精准及时告知作业人员设备的故障类型,及提示解决方案。针对热成像技术在工业现场实际设备中的应用,根据国军标提到的故障诊断类型,判别出设备在工作中产生缺陷类型,并加以验证热成像技术的准确性,验证该技术诊断模式具有真实可靠的实用价值。[3]

红外热像仪具有高精度、非接触等特点,在电力系统设备检测中得到了广泛的应用。检测热图像中的设备是自动检测和诊断的基础。为此,本文提出了一种基于深度学习的设备元件实时检测方法,采用一个深度卷积神经网络来预测每个设备部件的坐标、方位角和类别类型。为了提高预测结果的准确性,在模型中加入了零件间方向一致性的先验知识。为了进行评价,构造了一个包含各种场景的大图像集,实验结果表明,该方法对噪声具有很强的鲁棒性,当过并集阈值为0.5时,平均精度达到93.7%。

[4]

3.3 轨道机器人定时巡逻功能

轨道机器人主要用于检测管沟是否发生异常情况。后端通过TCP与轨道机器人建立通讯，前端可通过按钮发送移动命令控制轨道机器人前进和后退，也可以设置定时任务让轨道机器人自动巡航。在系统中，点击轨道机器人控制后进入控制页面。通过点击页面上的前进和后退可以控制轨道机器人移动，也可设置定时任务让归轨道机器人自动巡航。

基于轨道机器人控制技术和视频监控技术研发了一套巡检轨道机器人管理系统,以大坝廊道巡检为应用场景,结合大坝安全巡视检查要点和新一代信息技术、机器人技术的优势,对图形化交互、设备锁机制、视频流转换、网络信号检测、巡检任务调度等技术进行深入研究。[5]

随着智能化技术全面发展,施工、建筑、勘探等领域的智能机器人技术已经成为多方关注的重点。文章在管道巡检机器人的基础上,结合视觉系统的实际设计情况进行针对性分析。通过硬件系统的设置,打造高效的可视化巡检体系,利用软件系统的升级进一步提升智能识别的稳定性。不仅可以增强管道巡检机器人的研发质量,也可以为其他领域智能机器人识别系统的创新提供技术基础。[6]

3.4 球机云台控制功能

球机云台控制包括云台上仰、下俯、左转、右转、左上、右上、左下、右下和焦距变大、变小和光圈扩大、缩小和焦点前调、后调以及设置预置点、删除预置点、转到预置点等操作。前端网页通过点击按钮实现控制功能，当点击按钮时，会通过websocket向后端发送命令达到实现控制的目的。后端通过调用SDK接口，初始化SDK，设备登陆后，调用云台控制接口，最后注销登陆、释放SDK资源。

参考文献

[1]陈锐.人脸识别技术在工厂智能化管理的应用[J].印制电路信息,2020,28(4):15-19

[2]韩格鸣.人脸识别技术的发展与应用探讨[J].中国科技信息,2023(3):131-132

[3]任杰,潘硕,卢礼兵,刘士全.基于热成像原理的工业设备缺陷监测设计[J].科学技术创新,2023(7):13-16

[4]霍成军,史奕龙,武晓磊,李俊午,陆鑫,陈婧.基于热成像技术的电气设备目标检测方法[J].激光与红外,2021,51(4):530-536

[5]柳翔,刘雨佳,李倩.巡检轨道机器人管理系统关键技术研究[J].通讯世界,2023,30(4):160-162

[6]程琢,庄文盛,林文雄,谭富文,刘涛.管道巡检机器人视觉系统关键技术研究[J].今日制造与升级,2022(1):55-57