功能原型 · 已实现 告警联动 · 已验证 识别精度 · 待系统测试

让每一顶安全头盔,
都能被危险主动提醒

基于视觉识别与周界感知的智能安全头盔安全预警演示系统 —— 多路摄像头识别危险区域内的人员,红外对射守住警戒边界, 头盔端用语音、震动与警示灯把危险第一时间告诉佩戴者。

上位机危险告警界面截图:红色横幅、警示条纹、双路摄像头画面与检测标签
危险告警 · 周界入侵联动
4 路USB 摄像头并行识别
2 类危险场景:视觉危险 + 周界入侵
3 种头盔提醒通道:语音 / 震动 / 灯光
15 FPS上位机目标检测帧率
01 · 研究问题

塔吊下的盲区,靠人眼盯不过来

建筑工地的高风险区域(塔吊回转半径、吊装落点、危险作业区)依赖人工观察和口头提醒, 在噪声大、遮挡多的现场存在反应慢、覆盖不足的问题。 我们的研究问题是:能否用低成本的视频识别 + 周界传感 + 主动提醒, 在演示级场景中跑通"发现危险 → 提醒人员"的完整闭环?

02 · 核心创新

四件事,组成一个闭环

INNOVATION 01

视觉危险识别

1–4 路摄像头灵活分配到不同监测区域,画面经 YOLOv8 人体检测,判定"人的中心点是否落入该区域的危险 ROI",只对真正的越界行为告警,而不是"画面里有人"就报警。

已实现
INNOVATION 02

头盔主动提醒

笔记本通过 HC-05 蓝牙把 D1–D4 / VIB 指令发到头盔端 STM32,触发语音播报、震动马达与红/绿状态灯,危险 2 秒后自动解除。

已实现 · 联动已验证
INNOVATION 03

周界入侵检测

危险区模型四周布置 4 组红外对射传感器,任何一路被遮挡立即触发现场声光报警,并同步联动头盔提醒——系统不仅能"看",还能"守边界"。

已实现
INNOVATION 04

检测数据留痕

每次告警自动记录"何时、哪个摄像头、检测到什么、触发了什么警报、执行了什么联动",一键导出带样式的 Excel 报表,为答辩与复盘提供证据。

已实现
03 · 系统闭环

从"看见危险"到"提醒到人"

感知层发现异常 → 上位机判定与分发 → 头盔端与现场同时响应,四步构成一条可演示、可复盘的告警链路。

SENSE · 感知

摄像头 + 红外对射

≤4 路 USB 摄像头采集画面;4 组红外对射看守周界,双通道互补。

DETECT · 判定

YOLO 检测 + ROI 判定

笔记本端 YOLOv8 识别人体,中心点进入危险区才生成告警事件。

ALERT · 分发

语音 + 蓝牙指令

播放预录中文语音,同时经 HC-05 下发 D1–D4 / VIB / CLEAR 指令。

ACT · 响应

头盔 + 声光联动

头盔端语音、震动、红/绿灯响应;周界入侵触发现场蜂鸣器与警示灯。

链路中每一环的验证状态见「实验验证」页;硬件接线与通信协议见「系统实现」页。

04 · 项目边界

一个诚实的演示级原型

本项目为青少年科技创新比赛的功能原型:目标是完整跑通"识别危险 → 主动提醒"的闭环, 并在答辩现场稳定复现。它不承诺工业级检测精度、全天候环境适应性、 长时间无人值守运行,也不承诺真实大型工地的直接商用部署。 识别率、误报率等量化指标属于下一步系统测试计划(见「实验验证」页的待验证清单)。