工厂人员管理一直是工厂正常运营的重要管理模块, 使用计算机视觉技术, 在工厂实现工作服穿戴检测、员工到岗和离岗检测、员工疲劳检测等人员管理的场景 AI 化,可以帮助客户提升工厂人员管理效率并降低企业管理成本。
基于视频流数据实现了净化间穿戴检测、到岗 / 离岗检测、疲劳检测等功能, 并在客户方成功上线,推理速度达 5FPS,事件级别违规识别准确率平均在 90% 以上,满足上线要求。
技术架构要点
可拓展性:当前每个场景仅 1 个摄像头,应考虑后期接入更多摄像头的可拓展性。
场景的配置与管理:业务参数与规则条件等,需要能方便地对其进行配置、管理。
与其他系统的集成能力: Dashboard,违规记录展示,消息提醒等。
基于对业务的理解,从软件到硬件构建了一整套的系统架构解决方案,如下图所示。
更进一步的,从系统架构解决方案中提炼出技术架构图如下。
数据采集与标注
原始数据采集:模拟违规,从视频片段中采样得到数据集。
在模型迭代优化中,同步进行(下图绿色虚线):
Bad Case 数据的收集与标注 扩充数据集,尽量涵盖数据集中未出现的情景。
检查已有的数据标注 提高数据质量。
算法思路
将违规行为检测问题分解为“单帧图像的物体检测问题”与“聚合到时间维度的规则判断问题”。
基础检测模型
Fine Tune YOLOv3 增强版 (考虑到实时性对 FPS 的要求、模型大小对 GPU 显存的限制)。
规则引擎
违规规则定义:将业务规则转化成单帧物体检测的规则(如用 B. b. 的 Overlapping 作接触判断) 。
单帧图像违规规则判断:当前帧是否发生违规?
一定时间窗口内的违规规则判断:违规是否持续了一段时间(真的发生了违规,还是某一两帧模型的误判) ?
快速开发基准模型,试运行时收集 Bad Case 进行多次迭代优化。
优化方案
共同的优化措施
通过多次试验,调整规则的阈值条件,使单帧检测效果提升。
通过合适的时间聚合条件,将单帧违规信息聚合到事件维度,提高事件级别的识别准确率(Precision)。
迭代期间模型试运行测试时,收集 Bad Case 数据,追加标注数据进行迭代训练。
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