Детектор курения сигарет и вейпов
В этом посте мы расскажем о том, как решали задачу определения факта курения посредством объектовой видеоаналитики на Intel NUC. На входе – видеопотоки с камер видеонаблюдения, которые декодируются, нарезаются на вычислителе на фреймы, а далее каждый фрейм (с учетом делителя кадровой частоты) отдается нейронной сети, которая детектирует наличие факта курения и возвращает вероятность события.
Теперь рассмотрим более детально проблематику, основные отличия от существующих на рынке решений, а также полученные показатели по скорости и числу потоков.
Общая проблематика
В России с 1 июня 2014 года вступили в силу новые нормы Антитабачного закона. Закон против табака регулирует отношения, возникающие в сфере охраны здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака: запрещено курение в поездах дальнего следования, на пассажирских платформах, в общежитиях и гостиницах, торговых помещениях, на рынках, в кафе, барах, ресторанах.
В целях борьбы с курением многие государства ввели закон о запрете курения в общественных местах. Во всех офисах и театрах ликвидировали «курилки», а в местах общественного питания убрали залы для курения.
Введение описанных выше запретов подразумевает контроль соблюдения установленных норм и правил. На сегодняшний день для этой цели используются разнообразные датчики улавливания пыли и газоанализаторы (например, CO2). Общий принцип действия этих приборов следующий:
Датчик фиксирует изменения в окружающей среде, а управляющий микроконтроллер создает событие реакции по заданному заранее алгоритму.
Альтернативой датчикам улавливания пыли и газоанализиторам может быть объектовая видеоаналитика с применением нейронных сетей, где входом является фото или видеопоток с камеры видеонаблюдения, а выходом – вероятность наличия в кадре или наборе кадров факта курения табака или иных составов.
Общая блок-схема аппаратно-программного комплекса
Существует несколько вариантов реализации комплекса:
Рассмотрим их подробнее:
Состав комплекса при использовании в непосредственной близости от источника данных:
При низкой себестоимости аппаратно-программного комплекса, решается множество значимых и существенных задач безопасности, таких как:
Допустимым вариантом использования является серверная архитектура, при которой данные с камер передаются в ЦОД для дальнейшей обработки:
При масштабировании и использовании данной схемы, в качестве устройства для централизованного инференса, предполагается применение тех же Intel NUC8i5BEK, но в другом форм-факторе (серверном 1U):
Описание принципа детекции факта курения
Для детекции факта курения на фото (кадрах входящего видеопотока) используется нейронная сеть топологии SSD Mobilenet v2 из Open Model Zoo. Сеть предобучена на датасете COCO и далее обучена на Tensorflow. Далее модель сконвертирована через Intel OpenVINO для дальнейшей эксплуатации на CPU/GPU с целью оптимизации стоимости FPS. Показатели модели после конвертации:
Итого на одном Intel NUC8i5BEK при значении делителя кадровой частоты – 5 (25 FPS / 5 = 5 FPS на входе), можно обработать до 40 потоков без учета затрат на декодирование. При использовании аппаратного декодирования VAAPI и свежего драйвера intel-media-driver затраты на декодирование будут минимальны.
Одним из преимуществ фреймворка Intel OpenVINO является возможность переноса сетей между различными устройствами, например, одну и ту же модель с минимальной модификацией можно запускать на CPU, GPU, FPGA, VPU и других устройствах.
Ради эксперимента модель детекции факта курения была запущена на Intel Neural Compute Stick 2 на базе Myriad X. Результаты:
На базе индустриальных ПК с платами от AAEON или других производителей со встроенными чипами MyriadX можно получать и использовать уже промышленные решения.
Для демонстрации работы нейронной сети реализован бот Телеграм – https://t.me/smokers_recognition_bot. Входом является изображение, а выходом – вероятность наличия факта курения на нем. Пробуем, смотрим, экспериментируем…
Инференс выполняется на GPU Intel NUC8i5BEK.
Преимущества решения
Можно отметить следующие преимущества:
Области применения решения
Рассмотрим некоторые объекты и проблематику для применения описанного аппаратно-программного комплекса по детекции курения в видеопотоке:
Датчик сигаретного дыма. Принцип действия. Особенности детектора сигаретного дыма.
Датчик сигаретного дыма предназначен для выявления соответствующих газообразных веществ внутри того либо иного помещения. Вышеупомянутый прибор осуществляет анализ воздушных масс и контролирует уровень продуктов горения табака. При этом рабочие параметры устройства могут корректироваться в зависимости от внешних факторов (тип пространства, требования пользователя, прочее).
Принцип действия датчика сигаретного дыма
Рассматриваемый детектор реагирует на присутствие в воздухе таких веществ как водород и газы (углекислый, угарный). Основой данного прибора является специальный газовый сенсор, отличающийся оптимальными техническими и рабочими характеристиками. Этот сенсор функционирует по принципу изменения параметров поверхностной проводимости полупроводника, выполненного из оксида олова. Соответствующие преобразования полупроводниковой плёнки являются следствием адсорбции контролируемых газообразных веществ.
Высокие показатели эффективности описываемого прибора определяются наличием легирующих элементов в структуре полупроводника. Увеличение скорости реакции аппарата на загрязнённую среду обеспечивается нагревом чувствительного компонента до четырёхсот градусов. Срок эксплуатации сенсора составляет 3-5 лет. Это обусловлено испарением чувствительного слова в процессе работы аппарата.
Надо заметить, что сам газовый сенсор не измеряет степень концентрации отдельного продукта горения табака в воздухе. Основной задачей вышеупомянутого прибора является анализ присутствия смеси газообразных веществ, которые выделяются при сгорании сигареты. В случае превышения заданных числовых значений загрязнения аппарат подаёт соответствующий сигнал.
Особенности датчика сигаретного дыма
Детектор табачного дыма функционирует от электрической сети. После начала подачи тока прибор выходит на рабочий режим в течение 30-40 минут. При этом длина кабеля силовых и выходных цепе не должна превышать 100 метров. Кроме того, данный электронный индикатор может работать от аккумулятора. Это обстоятельство обеспечивает удобство и экономичность использования устройства.
Среда, в которой эксплуатируется рассматриваемое устройство, может иметь следующие допустимые параметры:
При соблюдении существующих правил эксплуатации датчик сигаретного дыма способен прослужить десять лет. В случае выхода из строя либо окончания срока службы газового сенсора полная замена детектора не требуется. Необходимо просто сменить сенсор и повторно настроить требуемые параметры аппарата.
Сфера применения прибора
Благодаря эффективности и практичности, детектор табачного дыма может использоваться для анализа степени загрязнения воздуха дымом в различных помещениях. Его можно устанавливать в офисах, в жилых домах, в кафе и ресторанах. Поскольку порог концентрации газов выставляется индивидуально, описываемый прибор может эксплуатироваться в гостиницах, больницах, санаториях, домах отдыха, школах, прочих подобных заведениях. Также данное устройство пригодно для применения в салоне автомобиля. Стоит отметить, что датчик сигаретного дыма характеризуется оптимальными показателями практичности и надёжности. Этот прибор является эффективным инструментом, позволяющим предупреждать факты курения в общественных местах.
Детектор табачного дыма в машине
поставьте видеокамеру в кабинки над головой, чтобы видно было не человека на унитазе, а верх головы, сигнал выведите к охране.
установите дренчерный ороситель и «соленоид», кнопку пуска выведите к охране.
Как только охранник видит перед объективом сигаретный дым, сразу нажимает кнопку. Вот и все дела, будут возмущаться, скажите что был виден дым, подумали пожар, пожар локально потушен.
Он их еще и поучать будет.
А по факту ставьте камеру хорошего разрешения как говорит ув. СергейКо и штрафуйте за курение, желающих тут же поубавится.
«Возможность формирования сигнала о курении в запрещенных местах».
Помню, была когда-то новостная статья на эту тему, в новых версиях uprog можно поставить Расширенный диапазон порогов «Внимание» для ДИП-34А, и задать низкий порог. Тогда дыма от курения будет достаточно для формирования сигнала «Внимание».
[16.05.2014 13:12:03]
[16.05.2014 13:50:00]
[16.05.2014 20:20:10]
http://www.0-1.ru/discuss/?id=24146
[16.05.2014 21:23:47]
Там же отписался наш эксперт Andorra1 ® [16.12.2013 0:07:54]
.
Ув. Viss, это все сказки.
Лабораторные сказки.
Это у них виснет.
Специально ОНИ устраняют сквозняки.
Есть понятие конвекции воздуха в помещении.
Есть сквозняки, хлопание дверей.
В любой курилке, дым стоит до потолка.
Уверяю Вас.
И такакой нехороший, старается расползтись по всему коридору из курилки..
Там же отписался наш эксперт Andorra1 ® [16.12.2013 0:07:54]
Ув. Viss, это все сказки.
Лабораторные сказки.
Это у них виснет.
Специально ОНИ устраняют сквозняки.
чтобы обычный дымовой датчик сработал требуется усиленно курить в кабинке минут 10.
[17.05.2014 0:59:28]
Там же отписался наш эксперт Andorra1 ®
Докладываю!
Съездил в сказочно-иллюзорную Голландию.
Насчет пожарных причуд.
Там не то кирпичом ружья не чистят, там и ружей ПОЧТИ нет!
Т.е. пожарной сигнализации, как таковой не то, что в домах жилых не встретил (высотой 4 этажа, и старые и современные), но ПОЧТИ нет ПС в магазинах (. ).
И не просто в магазинах, а в магазинах, ВСТРОЕННЫХ в виде первого этажа в жилые дома.
Центральные улицы крупного города, дома в 3-4 этажа, на верхних этажах живут люди, а под ними магазины.
У моего личного “гида” по Голландии, уже через 2 дня начался проявляться рефлекс Павлова, после моих вопросов к нем у и к самому себе, в каждом магазине, “ вэе ис смог-детекторs?” (Где пожарные извещатели?).
Из 5-6 магазинов, только ОДИН был с извещателями, с пожарной сигнализацией.
В крупных универмагах, да, пожарная сигнализация была.
Нормы у них дрянные.
У меня мозг вскипал, каждый раз, когда ставили машину в подземный паркинг.
Нарушено, все, что можно нарушить!!
Паркинг не менее, чем трехэтажный, над ним стоит центровой универмаг.
Можно на лифте, прям из паркинга, с любого этажа въехать в магазин, в торговый зал.
В паркинге кроме пожарной сигнализации и пожарных кранов пожарного нет ничего.
Нет:
• Спринклерной установки тушения (и других тоже).
• Нет системы дымоудаления.
• Нет тамбур шлюзов.
• Рампы с этажа на этаж находятся в центре залов, ни чем не выгорожены, и одного этажа виден другой этаж (открытые проемы).
• Нет дренчерных завес по периметру проема в междуэтажных перекрытиях паркинга.
Кстати стоянка в паркинге месяц стоим 41 евро, для любого авто. Бензин дороже, чем у нас в ТРИ раза. И самый дорогой в Европе, хотя сама Голландия и производит бензин для Европы. Это так, к слову…
Кстати. В день приезда сгорел домик, в 2 этажа, прямя на улице, где мы были в гостях у друзей.
Самый старый дом в городе, 1200 года постройки (выглядел дом прилично, не скажешь, что такой древний).
Старый голландец, 80-летний, решил погреться, растопил камин, и в результате сгорел второй этаж с черепичной крышей. Сам человек остался жив.
Его считают чудаком.
Известный человек. Он играет на органе в церкви, на котором играл еще Бетховен.
Ходили смотреть сгоревший домик.
Запах локализации и ликвидации пожара унюхивался за 100 метров…
Топил голландец камин, потому, что отопление очень дорогое.
В домах у них колотун, и в гостинице тоже.
И не верьте, что они привыкли и не мерзнут.
Мерзнут, но “привыкли”.
Для понимания: цена отопления НОРМАЛЬНОГО, комфортного квартиры из ТРЕХ комнат сравнима с полетом на Бали раз в квартал, или полетом в Москву раз в месяц.
В общем уровень ПОЖАРНОЙ безопасности меня разочаровал.
Не впечатлил.
Чего стоит одно только воспоминание о ВИНТОВОЙ лестнице на третий этаж в нашей гостиницы. Эвакуационной. Вторая лестница была нормальная.
А эта винтовая – был полный атас…
Кая я на ней шею не свернул, спускаясь каждый раз с этажа, сам удивлюсь…
Да..вспомнил. Видел мотоциклиста, спасателя.
На мощном мотоцикле, с прикрепленным контейнером первой помощи.
Помнится, кто ругал Шойгу, за мотоциклистов пожарных.
В гостинице была сигнализация. Стояло ДВА извещателя.
Думаю, что извещатели были АДРЕСНЫЕ.
Ну как то так…
[20.05.2014 18:15:00]
[20.05.2014 20:00:19]
[21.05.2014 18:04:49]
Статистика вещь упрямая.
Но не все решает пожарная сигнализация и оповещение о пожаре.
Пожарная безопасность – это же ведь комплекс, зависящий как от технических, организационных, бытовых, социальных составляющих.
К примеру конструкции зданий, планировочные решения.
Про старые здания. Их большинство в городах.
(Страна 400 лет не бомбилась, и богатела за счет колоний).
Подавляющее количество домов (на взгляд почти все, 95 из 100) каменные.
Дома маленькие, домик на семью, ширина домика, это дверь на фасаде и одно, или два окна по бокам двери.
Домик на семью, как правило 2-3 этажа, узенький такой, высокий скворечник.
Дома соприкасаются, и имеют по сути стены 1-го типа.
Если и выгорит, то только ОДИН домик.
Километры улиц образованы такими “пожарными отсеками” на одно зданьице.
Новостройки.
Здания обычно не выше 5 этажей.
Высотных жилых зданий почти нет.
А значит и нет ЖИЛЫХ зданий, потенциальны братских могил в 9-14-25 этажей.
Подъезды многоэтажных зданий все на замках.
Зарисовка: мокрые зонтики жильцы оставляют в подъезде сохнуть, и не боятся пропажи.
(Мне было трудно, морально, оставить СВОЙ зонтик сохнуть в подъезде. Ну сами понимаете…).
Пьянство.
Магазины ВСЕ закрываются не то в 18, не то в 19 часов.
Ларьков нет в принципе.
Да и когда магазины работают, между ними КИЛОМЕТРЫ!
Особенно не разгуляешься…
В ВЫХОДНЫЕ, ни один магазин в принципе не работает.
Никакой, ни один.
Даже продовольственный.
Чем ОНИ там тогда занимаются?
Семьей…
Спортом.
Такое впечатление, что вся страна бегает, или ездит на велосипедах.
Гуляют в парках, сидят дома в кругу семьи.
СОЦИАЛКА:
Оставленных без жилья, без внимания стариков нет.
Очень много домов (5 этажных), для пенсионеров, много пансионатов для одиноких пенсионеров…
Дома современные, достойные, как правило в центе города.
Совсем дряхлым пенсионерам, бубулькам всяким БЕСПЛАНО выдаётся ЭЛЕКТОМОБИЛЬЧИК, (как в аттракционах сталкивающихся автомобилей, по размеру).
Эта пенсия ездит по городу везде на этих автомобильчиках…
Там нет не то что брошенных престарелых людей, там нет ни одной БЕЗДОМНОЙ, бродячей СОБАКИ (!) и кошки.
Когда я про это узнал, стал проверять.
За неделю ни встретил ни одного бездомного пса…
МУСОРКИ:
Их нет.
Мусор собирается в контейнеры подземные.
Бросаешь в тумбу пакет, и он проваливается в контейнер, под землю.
Тумбы стоят на тротуарах, прям на улице.
Приезжает мусорная машина и извлекает контейнер.
Пользоваться мусорным контейнером можно только по электронной карточке (за деньги).
Кстати на вынос в кафе не дают даже бутылку фанты.
Что бы не мусорили? Не знаю…
Пожарные краны:
В общественных зданиях их много.
Но шкафов для ПК, нет.
Есть просто ШЛАНГ резиновый на стене намотанный в бухту, и подсоединенный к водопроводу.
Ответственность:
Дома все частные и свою собственность, берегут от пожара добросовестно.
Может ПОЭТОМУ, там низкая смертность от пожаров?
Ну как то так..
[21.05.2014 18:19:12]
чтобы обычный дымовой датчик сработал требуется усиленно курить в кабинке минут 10
голосу разума и предупреждений не внемлют никак )))
Датчик дыма сигарет PW-707 позволяет владельцам помещений отслеживать концентрацию табачного или сигаретного дыма. Экономичный датчик производит мониторинг в пределах здания, чтобы соответствовать современным законам о запрете курения в общественных местах.
Датчик сигаретного дыма PW-707не требует сетевого питания и предназначен для использования в местах общего пользования: офисных зданиях, жилых, торговых помещениях, в гостиницах и т.п.
Питание датчика контроля качества воздуха PW-707 производится от батареи (9 В) и имеет функцию голосового или звукового оповещения, в зависимости от модели датчика.
Современная электроника в сочетании с фотоэлектрическим камерой обнаружения дыма, и три выбираемых пользователем порога чувствительности обеспечивают раннее обнаружение сигаретного дыма и защиту против ложных срабатываний сигналов тревоги.
Основными функциями датчика дыма сигарет PW-707 являются:
Модель
Светодиодный индикатор
PW-707V
PW-707-RM
| Технические характеристики датчик дыма сигарет PW-707 | |
| Напряжение питания | 9 В постоянного тока |
| Резервная индикация | Светодиодный индикатор |
| Пороги срабатывания сигнализации | |
| Индикация тревоги | Светодиодный индикатор, и голосовая тревога активируется в течении 10 сек, повторяется голосовое сообщение 4 раза |
| Голосовой сигнал тревоги | ≥45 дБ |
| Голосовое предупреждающее сообщение у датчика модели PW-707V | No smoking |
| Голосовое предупреждающее сообщение у датчика моделей PW-707-RM и PW-707-RL | Звуковой сигнал тревоги |
| Релейный выход | |