Реализация и исследование системы распознавания трехмерных объектов с использованием видео-датчиков, расположенных под углом

 

5. Раздел по технике безопасности  и охране труда

5.1 Оценка освещения при распознавании реальных объектов

5.1.1 Измерение освещенности при работе с реальными объектами

 

Освещение значительно влияет на возможность  идентифицировать людей или объекты. Тени, высокая контрастность и  сцены с фоновой подсветкой осложняют  идентификацию и распознавание  по сравнению с более благоприятными условиями освещения.

На расстоянии 15 - 20 м понадобится  объектив с фокусным расстоянием 50 мм, чтобы объект на изображении  занимал около 80 пикселей. Однако примеры  ясно показывают, что даже такое  разрешение не является гарантией положительного результата идентификации при освещении 100-150 люкс, которое характерно для затемненных помещений и цехов с малым количеством света. Такие характеристики камеры как широкий динамический диапазон и датчики, которые хорошо работают в условиях низкой освещенности, могут быть полезны, но наилучшие результаты достигаются в случае, когда они сочетаются с дополнительным освещением и корректировкой положения камеры, чтобы избежать ситуаций с фоновой подсветкой.

При работе в цехе с большим количеством  дневного света, и огромным наличием стекол важно учитывать изменение интенсивности и направления солнечного света в течение дня. Погодные условия также будут влиять на освещение и отражение. Для идентификации объекта рекомендуется сбалансированное освещение в диапазоне 100-300 люкс.

5.1.2 Уменьшение шума для распознавания объектов

 

При низком уровне освещенности датчики  камеры создают значительное количество шума, который может влиять на изображение. Это может осложнить идентификацию. Всегда существует компромиссное соотношение  между шумом, выдержкой и глубиной резкости при любом заданном уровне освещения, когда более высокий уровень освещения позволяет улучшить все указанные показатели.

5.1.3 Расположение видео датчиков

 

Расположение камеры является критически важным для успешной идентификации. Целью является не только предотвращение сложных ситуаций с освещением, но также обеспечение съемки людей или объектов под удобным углом. Если, например, камеры установлены высоко над землей, изображения будут иметь вид с высоты птичьего полета, искажая людей или объекты и осложняя их идентификацию.

Камера должна быть жестко зафиксирована, чтобы максимально уменьшить  эффект смазывания, вызываемый движением  камеры. Это особенно важно для PTZ-камер, где перемещение камеры может  вызвать вибрацию, влияющую на качество изображения.

Стабильность может быть сложной  задачей, если камера установлена на высокой штанге, и при этом используется объектив с переменным и длинным  фокусным расстоянием. В этом случае даже малая вибрация будет вызывать значительные колебания конечного изображения.

5.1.4 Точность цветопередачи

 

Цвет часто является важным фактором для идентификации. Для обеспечения  точности цветопередачи баланс белого на камере должен быть скорректирован в соответствии с цветовой температурой используемых источников света. При наружном видеонаблюдении цветовая температура будет изменяться в течение дня, требуя автоматической корректировки баланса белого для сохранения точности цветопередачи.

5.2 Разработка технических решений и методов защиты

Целью данного пункта является разработка мер достижения безаварийных ситуаций, предупреждение травматизма, сохранение здоровья, повышение работоспособности и повышение качества труда.

5.2.1 Обеспечение защиты от ЭМИ

 

Повышенное рентгеновское излучение  неблагоприятно сказывается на состоянии глаз и на организм в целом особенно после длительной работы с ЭВМ. Чтобы этого избежать необходимо чтобы интенсивность была не более 0,07 мкР/ч. Главные принципы защиты: использование защитных экранов и правильная работа с компьютером (через два часа после работы обязательно нужен отдых – 10-15 минут). Если компьютерное оборудование устарело, то требуется его своевременная замена.

Средством защиты от вредного излучения  дисплея является навесной защитный экран. Он уменьшает общую яркость монитора, в тоже время детали изображения с малой яркостью остаются хорошо видимыми, так как общая контрастность увеличивается.

Существует несколько типов  защитных экранов, защищающих операторов с различной степенью эффективности  и надежности. Пленочные защитные экраны полностью устраняют блики и рассеянный свет на экране монитора, максимально увеличивают контрастность изображения. Они требуют бережного обращения и достаточно дороги. Стеклянные экраны, как правило, достаточно высокого качества, изготавливаются из специальных затемненных сортов стекла, способны защитить оператора даже от рентгеновского излучения. Наиболее широко распространены сетчатые экраны. Они достаточно эффективно защищают зрение оператора, кроме того, предохраняют экран монитора от пыли. Все перечисленные  типы экранов имеют проводящую поверхность и возможность заземления для предотвращения вредного воздействия электростатического поля.

Во время работы дисплея происходит излучение ультрафиолетовых лучей, наблюдаются гамма-излучения. Для уменьшения влияния излучений экран монитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 0,5 м с учетом размеров цифровых знаков и символов, т.е. видимость символов и знаков на экране должна быть отчетливой. Дисплей должен удовлетворять российскому стандарту. На такой дисплей наносится знак соответствия: стилизованные буквы Р, С и Т на цветном фоне. Так же для ослабления данных видов излучения необходимо применять современные мониторы, где УФ – излучение, как и рентгеновское излучение, подавляется введением специальных примесей в стекло, из которого сделана электронно-лучевая трубка, либо мониторы с жидкокристаллической матрицей, которые излучают только волны зрительного диапазона. В настоящее время всё большую популярность и применение приобретают жидкокристаллические мониторы.

Для предотвращения вредного воздействия  электростатического поля, полезен уже отмеченный выше прием – экран, оператор должен находиться на расстоянии не менее 0,5 м от монитора.

Для защиты оператора от воздействия электромагнитного излучения наиболее эффективным является применение приэкранных фильтров, подлежащих заземлению, специальных экранов (см. выше) и других средств индивидуальной защиты.

 Большинство информации попадает  к человеку через зрительные  анализаторы. Вредное воздействие на глаза человека оказывает следующие опасные и вредные факторы: недостаточное освещение рабочей зоны, отсутствие естественного света, повышенная яркость, перенапряжение глаз, мерцание, блики и отраженный свет.

Пониженная частота кадровой развертки неблагоприятно сказывается на состоянии глаз после длительной работы с ЭВМ (усталость глаз), во избежание этого частота кадровой развертки монитора должна быть не менее 75 Гц. Если монитор не позволяет устанавливать такую частоту кадровой развертки, то необходимо, как ранее говорилось, заменить его на более современную модель. При подборе монитора рекомендуется выбирать мониторы с высокими частотами кадровой развертки. В текстовом режиме для большинства мониторов автоматически устанавливается частота 70 Гц. При работе в графических режимах существует возможность менять частоту кадровой развертки от 42 до 85 и даже 120 Гц при различных режимах разрешения. В соответствии со стандартом TCO 99 оптимальными считаются частоты 85 и 100 Гц. Для жидкокристаллических мониторов эта величина не является критической, и может составлять даже 60 Гц. Для графических работ рекомендуются разрешающие режимы 1024x768 для диагонали 17’’,1280x1024 для диагонали 19’’. Не рекомендуется использование мониторов с диагональю менее 17’’.

5.2.2 Меры по избежанию повышенной утомляемости пользователя при работе  с ЭВМ

 

Монитор должен располагаться на расстоянии 45 – 70 сантиметров от глаз пользователя и немного ниже их уровня. Мониторы большего размера следует располагать  несколько дальше от глаз.

Следует отрегулировать изображение  на мониторе для устранения нелинейности и геометрических искажений. Современные  модели мониторов обладают функцией автоматической корректировки параметров изображения.

Необходимо  подобрать освещение  в комнате, чтобы свечение экрана не было слишком ярким или темным по сравнению с ним. Оптимальная яркость и контрастность – та, при которой не требуется напряжения зрения для различения даже мелких деталей на экране. Использование мониторов с автоматической регулировкой яркости является оптимальным вариантом.

Нужно каждые 10-15 минут отводить глаза  от экрана, так как глазные мышцы  устают, а именно это является причиной возможного ухудшения зрения. Жидкокристаллические мониторы обладают гораздо более высокой четкостью, требуя меньшего напряжения мышц глаз.

При использовании мониторов рекомендуется  использовать мониторы с антибликовыми  и антистатическими покрытиями. При  работе монитора в течение продолжительного времени следует уменьшать яркость  и увеличивать контрастность, что повысит «читаемость» изображения и снизит риск переутомления глаз.

Для снижения утомления зрения рекомендуется, каждые 30 минут выполнять упражнения, снижающие напряжение глаз.

5.2.3 Уменьшение психофизиологического напряжения

 

Режим труда и отдыха предусматривает соблюдение определенной длительности непрерывной работы на ПК и перерывов, регламентированных с учетом продолжительности рабочей смены, видов и категории трудовой деятельности.

Виды трудовой деятельности на ПК разделяются на 3 группы: группа А — работа по считыванию информации с экрана с предварительным запросом; группа Б — работа по вводу информации; группа В — творческая работа в режиме диалога с ПК .

Если в течение рабочей смены  пользователь выполняет разные виды работ, то его деятельность относят к той группе работ, на выполнение которой тратится не менее 50% времени рабочей смены.

Категории тяжести и напряженности  работы на ПК определяются уровнем  нагрузки за рабочую смену: для группы А –  по суммарному числу считываемых  знаков; для группы Б — по суммарному числу считываемых или вводимых знаков;  для группы В — по суммарному времени непосредственной работы на ПК. В таблице приведены категории тяжести и напряженности работ в зависимости от уровня нагрузки за рабочую смену. При наличии такой возможности, можно перерыв делать ежечасно, но меньшей длительности (см. таблицу 5.1).

 

Таблица 5.1 – Время регламентных перерывов в зависимости от продолжительности рабочей смены, вида и категории трудовой деятельности с ПЭВМ

Категория работы	Уровень нагрузки за рабочую смену			Суммарное время регламентированных перерывов, мин
С ПЭВМ	Группа А, количество знаков	Группа Б, количество знаков	Группа В, час	При 8-ми часовой смене	При 16-ти часовой смене
1	до 20000	до 15000	до 2,0	30	70
2	до 40000	до 30000	до 4,0	50	90
3	до 60000	до 60000	до 6,0	70	120
Примечание – при  несоответствии фактических условий  труда требованиям настоящих  санитарных правил и норм, время  регламентированных перерывов следует  увеличить на 30 %

 

Количество и длительность регламентированных перерывов, их распределение в течение рабочей смены устанавливается в зависимости от категории работ на ПК и продолжительности рабочей смены.

При 8-часовой рабочей смене и  работе на ПК регламентированные перерывы следует устанавливать:

для первой категории работ через 2 часа от начала смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый;

для второй  категории работ  — через 2 часа от начала рабочей  смены и через 1,5–2,0 часа после  обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы;

для третьей категории работ  — через 1,5– 2,0 часа от начала рабочей  смены и через 1,5–2,0 часа после  обеденного перерыва продолжительностью 20 минут каждый или продолжительностью 15 минут через каждый час работы.

При 12-часовой рабочей смене  регламентированные перерывы должны устанавливаться  в первые 8 часов работы аналогично перерывам при 8-часовой рабочей  смене, а в течение последних 4 часов работы, независимо от категории  и вида работ, каждый час продолжительностью 15 минут.

Продолжительность непрерывной работы на ПК без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часа. При работе на ПК в ночную смену продолжительность  регламентированных перерывов увеличивается  на 60 минут независимо от категории и вида трудовой деятельности.

Эффективными являются нерегламентированные перерывы (микропаузы) длительностью 1–3 минуты. Регламентированные перерывы и микропаузы целесообразно использовать для выполнения комплекса упражнений и гимнастики для глаз, пальцев рук, а также массажа. Комплексы упражнений целесообразно менять через 2–3 недели.

Пользователям ПК, выполняющим работу с высоким уровнем напряженности, показана психологическая разгрузка  во время регламентированных перерывов  и в конце рабочего дня в специально оборудованных помещениях (комнатах психологической разгрузки).

Все профессиональные пользователи ПК должны проходить обязательные предварительные  медицинские осмотры при поступлении  на работу,  периодические медицинские  осмотры с обязательным участием терапевта, невропатолога и окулиста, а также проведением общего анализа крови и ЭКГ.

Не допускаются к работе на ПК женщины со времени установления беременности и в период кормления  грудью.

Близорукость, дальнозоркость и другие нарушения рефракции должны быть полностью корригированы очками. Для работы должны использоваться очки, подобранные с учетом рабочего расстояния от глаз до экрана дисплея. При более серьезных нарушениях состояния зрения вопрос о возможности работы на ПК решается врачом-офтальмологом.