AI + 热成像技术在动火作业风险防控中的实现路径

简介: 融合AI视觉与热成像技术,构建动火作业安全管控体系。通过定制化易燃物识别、计算机视觉测距、红外温度监测与多源图像融合,实现风险目标精准识别、安全距离实时预警、高温火源智能捕捉,并结合小程序“即拍即查”与后端闭环管理平台,完成隐患从发现到整改的全流程追溯,提升工业现场安全管理智能化水平。

“AI 视觉识别 + 热成像技术” 融合方案,通过多技术协同与算法优化,从底层技术架构到功能落地,构建了全流程风险识别与预警体系,其具体技术实现路径如下:
一、易燃物识别与安全距离监测的技术实现
针对 “易燃物难界定、安全距离难量化” 的痛点,方案通过 “定制化清单建模 + 计算机视觉测距” 技术组合,实现精准管控,具体分为三个核心步骤:
易燃物清单建模与特征提取
支持导入客户自定义的易燃物类型(如木材、油漆桶、塑料板等),技术端基于深度学习框架(如 TensorFlow/PyTorch),对每种易燃物的视觉特征(颜色、纹理、形状、轮廓)进行样本训练,构建专属的易燃物识别模型。
模型训练过程中,会引入工业场景下的干扰样本(如金属工具、建筑材料)进行负样本学习,优化特征区分度,避免将非易燃物误判为风险目标,确保识别准确率。
实时画面中的易燃物检测
前端摄像头(普通高清工业相机)实时采集动火作业区域画面,将视频流按帧传输至 AI 分析终端;AI 算法调用预训练的易燃物识别模型,对每帧画面进行像素级扫描,通过特征匹配定位画面中的易燃物目标,并使用边界框标记其位置。
为应对动态场景(如人员移动、工具遮挡),算法加入 “目标跟踪” 模块(基于卡尔曼滤波算法),对已识别的易燃物目标进行连续帧追踪,避免因遮挡或短暂离开画面导致的识别中断。
安全距离的自动计算与阈值判断
基于计算机视觉中的 “单目测距” 技术,先通过摄像头标定(输入相机焦距、像素尺寸等参数)建立画面像素与实际距离的映射关系;再提取动火点(由算法识别明火 / 高温区域定位)与易燃物边界框的像素坐标,计算两者在画面中的直线距离。
结合预设的安全距离标准(如 GB 9448-1999 规定的 10 米),将像素距离换算为实际物理距离;若实际距离小于安全阈值,系统立即触发告警信号(算法层面生成告警指令,传输至前端声光报警器或后端管理平台)。
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二、热成像技术监测高温与火源的实现逻辑
为弥补肉眼与普通视觉技术 “无法识别温度异常” 的短板,方案引入热成像摄像头与温度分析算法,实现高温点与潜在火源的实时捕捉,技术流程如下:
热成像数据采集与温度映射
采用非制冷型红外热成像传感器,采集动火作业区域的红外辐射信号,将其转换为电信号后,通过模数转换生成热成像灰度图像(不同灰度代表不同温度,通常灰度值越高温度越高)。
系统内置温度校准模块,通过黑体校准源(已知固定温度的参考目标)定期对热成像摄像头进行校准,建立灰度值与实际温度(单位:℃)的精准映射关系,确保温度测量误差控制在 ±2℃以内。
AI 算法分析温度异常区域
AI 算法对热成像图像进行温度分区处理,通过 “自适应阈值分割” 技术,识别出温度高于预设阈值(如 200℃,可根据作业类型调整)的区域,这些区域被标记为 “高温可疑点”。
进一步通过 “形态学分析”(如膨胀、腐蚀算法)去除热成像图像中的噪声点(如环境干扰导致的局部高温像素),并对 “高温可疑点” 的面积、温度变化趋势进行分析:若区域面积持续扩大或温度短时间内急剧升高(如每秒上升 10℃以上),则判定为 “潜在火源”,触发高级别告警。
多源图像融合与可视化呈现
为让现场人员更直观地定位风险,系统支持将热成像图像(标注高温区域)与普通视觉图像(标注易燃物、动火点)进行像素级融合,生成 “可见光 + 热成像” 叠加画面;融合过程中通过图像配准技术(基于特征点匹配),确保两种图像的空间位置完全对齐,避免出现偏差。
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三、隐患识别与闭环管理的技术支撑
方案通过 “移动端交互 + 后端数据管理” 的技术架构,实现隐患识别结果的快速输出与全流程追溯,具体技术实现包括:
微信小程序 “即拍即查” 的技术逻辑
小程序端集成轻量化 AI 推理引擎(基于 TensorFlow Lite 框架),现场人员拍摄动火画面后,图像先在本地进行初步特征提取(减少数据传输量),再将关键特征数据上传至云端 AI 服务器;云端调用与后端一致的识别模型,秒级完成隐患分析后,将结果(隐患类型、依据、整改建议)返回至小程序。
小程序内置国家标准数据库(如 GB 9448-1999),AI 识别出隐患后,自动匹配对应的标准条款,生成带依据的分析报告,实现 “识别 - 依据 - 建议” 的联动输出。
后端全闭环管理的技术架构
采用 B/S(浏览器 / 服务器)架构搭建管理平台,后端基于 Spring Boot 框架开发,数据库使用 MySQL 存储数据;平台可接收前端设备(摄像头、小程序)传输的隐患数据、告警记录、整改情况,形成结构化数据档案。
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系统支持自定义检查计划(如按日 / 周设置动火作业检查任务),任务生成后自动分配至对应人员账号;整改过程中,通过 “图片对比验证” 技术,将整改前后的画面上传至系统,AI 辅助判断隐患是否消除,消除后自动归档,形成 “识别 - 告警 - 整改 - 归档” 的数据流闭环。

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