本发明涉及工控安全,具体为一种工控网络安全预警系统。
背景技术:
1、无人外卖车是一种能够自主行驶并且能够自动送餐的电动车辆。它通常配备有传感器和摄像头,通过人工智能的工控网络实现自主导航和送餐功能。这种车辆可以根据预设的路径规划和地图信息,自主行驶到目的地并完成送餐任务,无需人工干预。
2、外卖车在食品运输的过程中,在行人与车辆的混行路段,如果移动速度设置的较快,则会因为路上行人随时变化的行为对速度进行调整应对,食物在运输过程中会受到颠簸和振动,变化幅度过大会导致食物在运输过程中被挤压或碎裂,从而影响食物的口感和质量,如果移动速度设置较慢则会耽误送餐效率。因此,设计实时预测的一种工控网络安全预警系统是很有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种工控网络安全预警系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种工控网络安全预警系统,包括行人监测模块、危险程度分析模块和预警控制模块,其特征在于:所述行人监测模块与危险程度分析模块电连接,所述危险程度分析模块与预警控制模块电连接,所述行人监测模块用于监测行人走动时的实时位置,所述危险程度分析模块用于分析计算当前外卖车的危险程度,所述预警控制模块用于控制外卖车行驶速度的警戒距离。
3、根据上述技术方案,所述行人监测模块包括高清摄像单元、面部识别模块、计时单元、行人追踪模块、距离判断模块和地图坐标模块,所述高清摄像单元用于拍摄行人,所述计时单元用于为行人在不同时间的位置分析行为提供依据,所述行人追踪模块用于根据行人特征追踪画面中行人信息,所述地图坐标模块用于生成以外卖车为原点的坐标系并且标定行人的坐标位置,所述面部识别模块用于识别行人面部特征,所述距离判断模块用于判断行人与外卖车的距离;
4、所述危险程度分析模块包括重力感应单元、感知度计算模块、惯性计算模块和危险程度计算模块,所述重力感应单元用于检测外卖车承载面所承受的食品重量值,所述感知度计算模块与高清摄像单元电连接,所述感知度计算模块用于评估行人行走时对外卖车的感知度,所述危险程度计算模块与重力感应单元以及感知度计算模块电连接,所述危险程度计算模块用于分析计算外卖车的危险程度,所述惯性计算模块用于根据食物的实时重量计算外卖车的惯性大小;
5、预警控制模块包括速度控制模块、速度感应模块和预警模块,所述速度控制模块与危险程度计算模块电连接,所述速度控制模块用于根据外卖车装载的食物的危险程度分析计算外卖车行驶速度最大值,所述速度感应模块用于实时监测外卖车行驶速度,所述预警模块与速度控制模块以及速度感应模块电连接,所述预警模块用于分析判断外卖车与行人的当前位置关系是否达到警戒距离并对行人给予预警。
6、根据上述技术方案,该系统的运行方法包括:
7、s1:商家将备好的食物放在外卖车上,经外卖车运送至预订位置并在道路上行驶;
8、s2:行人监测模块开始运行,对路上行人行走的行动过程进行监测,称量食物的重量得到其惯性大小,并将监测数据实时传输至危险程度分析模块,并控制外卖车在行驶时发生的达到警戒距离的情况对外卖车进行速度调整;
9、s3:监测行人面部信息,危险程度分析模块根据监测数据评估行人行走过程中的感知度,对快速移动临界距离进行设定;
10、s4:评估计算得到外卖车的安全程度值q,遇到前方多个行人的情况时,总是以安全程度值q最大的行人进行预警和控制,预警控制模块获取外卖车的危险程度后,计算出最佳行驶速度。
11、根据上述技术方案,所述s2包括以下步骤:
12、s21:重力感应单元实时检测外卖车承载位置的受重力值,在受重力值变化时,传输电信号至外卖车的惯性计算模块和危险程度计算模块;
13、s22:高清摄像单元和计时单元均在接收电信号后启动,高清摄像单元对外卖车行进方向行人行走的高清画面进行拍摄,计时单元则开始计时;
14、s23:行人追踪模块根据行人特征自动对焦行人,地图坐标模块标记行人在道路坐标系的位置;
15、s24:以外卖车的中心点为原点(0,0),以道路边缘垂直的线为x轴,道路延伸方向为y轴,建立平面直角坐标系;
16、s25:高清摄像单元持续拍摄行人行走时的画面,地图坐标模块不断获取行人身体垂线位置,得到行人身体垂线位置坐标(x,y),计算行人位置与外卖车的间隔距离,对外卖车急刹时的刹车距离进行计算。
17、根据上述技术方案,所述s25包括以下步骤:
18、s25-1:当行人进入外卖车的检测范围时,计时单元以间隔时间t0进行计时,记录不同时刻的行人在坐标系中的实时位置;
19、s25-2:感知度计算模块获取高清摄像单元传输的行人身体垂线相对于外卖车的实时位置(x1,y1)、(x2,y2)…(xn,yn),其中n为测量次数,并通过公式分别计算出每个时间段行人位置与外卖车的间隔距离l1、l2...ln,直到外卖车的纵坐标位置超过行人,则停止对行人进行监测。
20、根据上述技术方案,所述s25中,外卖车急刹时的刹车距离的计算公式为:
21、实时称量食物的重量为g1,空载时的外卖车重量为g0,测量时外卖车的实时速度为vn,外卖车急刹时的最大制动力为f,则急刹时间急刹距离此外在急刹时考虑到tn时间内行人的相对速度假设急刹时行人继续维持原来的行走状态,行人的相对位置变化则警戒距离为sn+sl,达到警戒距离时,意味着如果行人当前朝着车辆行进路线走动,则车辆就算急刹也会发生碰撞,此时需要降低外卖车的实时速度为vn。
22、根据上述技术方案,所述s3包括以下步骤:在未检测到行人时外卖车采用最大速度vm行驶,当与任意行人的距离到达快速移动临界距离sk时降低至中等速度vn行驶,面部识别模块识别前方每个行人的面部信息,对行人头部进行建模,对面部占整个头部轮廓的比例进行计算,行人对外卖车的感知度与识别出的面部比例成正比,当识别出更大的面部比例时,意味着行人有越大概率感知到外卖车的存在,越大概率做出不与外卖车行进路线冲突的走动路线,越能够采用最大速度行驶,此时快速移动临界距离sk设定的越小,具体为:
23、其中sk2为设定的最大快速移动临界距离,sk1为设定的最小快速移动临界距离,w为当前识别出的行人面部占整个头部轮廓的比例,w0为行人正面面对外卖车时,面部占整个头部轮廓的平均比例,前方多个行人时对每个行人分别计算sk,并取最大值。
24、根据上述技术方案,所述s4中,在外卖车的速度降低至中等速度vz,后,根据外卖车的安全程度值q对外卖车的速度进行调整,外卖车的安全程度值q的计算公式为:
25、
26、其中,ai为行人与车辆横向位置的权重系数,所有权重系数组合成一个数列{a1,a2,…ai},数列的每一项依次增大,即xi的权重值高于xi-1,计算出的q越大则在一段时间内行人与外卖车的平均横向距离越大,从而表现出安全程度值越大,反之则安全程度值越小,最佳行驶速度vg=μqvz,μ为常数。
27、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明,结合外卖车当前的食物重量计算其惯性,对刹车距离进行计算,得出与行人最小的警戒距离,根据食物重量对警戒距离实时调整,其次对行人面部进行识别,对面部识别的占比进行计算,以此对行人对外卖车的感知概率进行计算,感知概率越大则更大程度地快速行驶,从而对事故的隐患进行预先判断和应对,同时根据行人与外卖车的横向距离对安全程度进行计算,越安全行驶速度越大,因此尽可能保证外卖车在安全的前提下快速行驶,也会避免因为临时决策带来的速度忽快忽慢的问题。
1.一种工控网络安全预警系统,其特征在于:包括行人监测模块、危险程度分析模块和预警控制模块,其特征在于:所述行人监测模块与危险程度分析模块电连接,所述危险程度分析模块与预警控制模块电连接,所述行人监测模块用于监测行人走动时的实时位置,所述危险程度分析模块用于分析计算当前外卖车的危险程度,所述预警控制模块用于控制外卖车行驶速度的警戒距离。
2.根据权利要求1所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述行人监测模块包括高清摄像单元、面部识别模块、计时单元、行人追踪模块、距离判断模块和地图坐标模块,所述高清摄像单元用于拍摄行人,所述计时单元用于为行人在不同时间的位置分析行为提供依据,所述行人追踪模块用于根据行人特征追踪画面中行人信息,所述地图坐标模块用于生成以外卖车为原点的坐标系并且标定行人的坐标位置,所述面部识别模块用于识别行人面部特征,所述距离判断模块用于判断行人与外卖车的距离;
3.根据权利要求2所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:该系统的运行方法包括:
4.根据权利要求3所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述s2包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述s25包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述s25中,外卖车急刹时的刹车距离的计算公式为:
7.根据权利要求6所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述s3包括以下步骤:在未检测到行人时外卖车采用最大速度vm行驶,当与任意行人的距离到达快速移动临界距离sk时降低至中等速度vz行驶,面部识别模块识别前方每个行人的面部信息,对行人头部进行建模,对面部占整个头部轮廓的比例进行计算,行人对外卖车的感知度与识别出的面部比例成正比,当识别出更大的面部比例时,快速移动临界距离sk设定的越小,具体为:
8.根据权利要求7所述的一种工控网络安全预警系统,其特征在于:所述s4中,在外卖车的速度降低至中等速度vz后,根据外卖车的安全程度值q对外卖车的速度进行调整,外卖车的安全程度值q的计算公式为: