一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法，該方法包括：1)提供一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)；以及2)使用該檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括聲吶檢測(cè)器、沉浮狀態(tài)檢測(cè)器、主控制器和聲光報(bào)警器，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器基于圖像分析以檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的各個(gè)游客的沉浮狀態(tài)，所述聲吶檢測(cè)器用于檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的水下目標(biāo)，所述聲光報(bào)警器用于提供聲光報(bào)警信號(hào)，所述主控制器與所述聲吶檢測(cè)器、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器分別連接，基于所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果確定是否啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器。
【專利說明】一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海域監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]與室內(nèi)游泳池不同，海邊浴場(chǎng)是理想的度假場(chǎng)所，在海邊浴場(chǎng)上，游客可以選擇在海邊沙灘玩耍、日光浴，也可以選擇在浴場(chǎng)內(nèi)游泳、戲水，由于室外環(huán)境能夠和當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^結(jié)合在一起，游客可以獲得更豐富的身心體驗(yàn)，達(dá)到更全身的愉悅放松。
[0003]但是由于海邊浴場(chǎng)是和近海連接在一起的，海域內(nèi)的復(fù)雜生物狀況、海浪對(duì)游客的沖擊以及海洋洋流溫度差異都會(huì)給游客的游玩帶來一定的影響，尤其是在海浪巨大時(shí)或者在海域內(nèi)有大型海洋生物對(duì)游客進(jìn)行攻擊時(shí)，因此，如何保障游客在海邊浴場(chǎng)的海域內(nèi)的人身安全，是每一家海邊浴場(chǎng)安保部門首要解決的問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，海邊浴場(chǎng)通常會(huì)在海域附近的沙灘上安排多個(gè)安保人員，這些安保人員經(jīng)過特殊培訓(xùn)，分別坐在多個(gè)較高的看臺(tái)上，看臺(tái)之間相距固定距離，安保人員實(shí)時(shí)人工觀望分配給自己的預(yù)定海域，在發(fā)現(xiàn)海域內(nèi)游客有較長(zhǎng)時(shí)間沒有上浮時(shí)，發(fā)出警報(bào)并下海營(yíng)救，以保證游客的人身安全。但是這種人工方式過于依賴人工，自動(dòng)化程度不高，安保人員不能保證全時(shí)段都能高度集中精神進(jìn)行瞭望，監(jiān)控效果不高，而且每個(gè)安保人員的經(jīng)驗(yàn)有差異，檢測(cè)的效果也有差異。
[0005]因此，需要一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法，采用電子監(jiān)控的方式替代人工監(jiān)控，能夠無差別、高效率、無遺漏地監(jiān)控到每一個(gè)出現(xiàn)異常狀態(tài)的游客，為到海邊浴場(chǎng)游玩的游客提供全方位的安全保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法，引入圖像采集和分析技術(shù)檢測(cè)到每一個(gè)游客的沉浮狀態(tài)，并基于游客的沉浮狀態(tài)進(jìn)行判斷，確定游客是否處于危險(xiǎn)狀況中，同時(shí)還安排了聲納檢測(cè)裝置對(duì)處于危險(xiǎn)狀況中的游客目標(biāo)進(jìn)行搜索，節(jié)省了營(yíng)救時(shí)間，提高了海邊浴場(chǎng)的監(jiān)控效果。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法，該方法包括:I)提供一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)；以及2)使用該檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括聲吶檢測(cè)器、沉浮狀態(tài)檢測(cè)器、主控制器和聲光報(bào)警器，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器基于圖像分析以檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的各個(gè)游客的沉浮狀態(tài)，所述聲吶檢測(cè)器用于檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的水下目標(biāo)，所述聲光報(bào)警器用于提供聲光報(bào)警信號(hào)，所述主控制器與所述聲吶檢測(cè)器、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器分別連接，基于所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果確定是否啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器。
[0008]更具體地，在所述海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括，用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的操作，預(yù)先調(diào)整所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器所檢測(cè)的海邊浴場(chǎng)的預(yù)設(shè)海域；存儲(chǔ)器，與所述用戶輸入設(shè)備連接，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)海域，還用于存儲(chǔ)游客灰度特征和第一預(yù)定時(shí)間閾值和第二預(yù)定時(shí)間閾值，所述游客灰度特征用于將圖像中的游客與背景分離，所述第一預(yù)定時(shí)間閾值小于所述第二預(yù)定時(shí)間閾值；所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器包括高清攝像設(shè)備和圖像處理設(shè)備，高清攝像設(shè)備由電動(dòng)云臺(tái)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和高清攝像頭組成，所述高清攝像頭的分辨率為1920X1080，被固定在所述電動(dòng)云臺(tái)上，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述存儲(chǔ)器和所述電動(dòng)云臺(tái)分別連接，根據(jù)所述預(yù)設(shè)海域發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)云臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，從而控制所述高清攝像頭的拍攝方向，實(shí)時(shí)拍攝所述預(yù)設(shè)海域的海域圖像；圖像處理設(shè)備由自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、灰度處理設(shè)備、游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備組成，所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備與所述高清攝像頭連接，對(duì)所述海域圖像執(zhí)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以輸出濾波圖像，所述灰度處理設(shè)備與所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備連接，以對(duì)所述濾波圖像灰度化，以輸出灰度化圖像，所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備與所述灰度處理設(shè)備和所述存儲(chǔ)器分別連接，將所述灰度化圖像的每一個(gè)像素的灰度值與所述游客灰度特征比較，以確定被比較的像素是否屬于游客像素，由此從所述灰度化圖像中分割出多個(gè)游客子圖像，所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備與所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備連接，對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，在游客子圖像中的游客目標(biāo)消失時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為沉下，在游客子圖像中的游客目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為浮上，所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備與所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備連接，基于所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)的沉浮判斷，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間；所述聲吶檢測(cè)器設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊水域下，包括發(fā)射換能設(shè)備，用于在水下發(fā)射聲波，發(fā)射聲波遇到水下目標(biāo)時(shí)，將聲波反射回來；接收換能設(shè)備，用于在水下接收所述水下目標(biāo)反射的聲波；微控制設(shè)備，與所述發(fā)射換能設(shè)備和所述接收換能設(shè)備分別連接，基于發(fā)射聲波特性和接收聲波特性計(jì)算所述水下目標(biāo)的相對(duì)位置；所述主控制器為ARMll嵌入式處理芯片，與所述存儲(chǔ)器、所述聲吶檢測(cè)器、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器分別連接，接收所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第一預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒預(yù)警信號(hào)，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第二預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器；所述聲光報(bào)警器包括語(yǔ)音播放設(shè)備，用于播放與所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)或所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音警示文件；報(bào)警燈，在接收到所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)時(shí)以第一閃爍頻率閃爍，在接收到所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)時(shí)以第二閃爍頻率閃爍，所述第一閃爍頻率小于第二閃爍頻率；其中，所述用戶輸入設(shè)備、所述存儲(chǔ)器、所述主控制器和所述聲光報(bào)警器都設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿上；所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備都分別采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，所采用的FPGA芯片均為XILINX公司的 XC3S1000FT256。
[0009]更具體地，在所述海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括顯示設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤上，與所述圖像處理設(shè)備和所述聲吶檢測(cè)器連接，用于實(shí)時(shí)顯示所述海域圖像，還用于實(shí)時(shí)顯示所述每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間，以及顯示所述聲吶檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果。
[0010]更具體地，在所述海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，所述顯示設(shè)備為液晶顯示屏。[0011 ] 更具體地，在所述海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括供電設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，用于為所述檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)供電。
[0012]更具體地，在所述海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，將所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備集中在一塊集成電路板上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的聲吶檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們已經(jīng)不滿足于工作之外的安逸生活，愿意投入更多資金去更遠(yuǎn)的旅游景點(diǎn)去游玩，以獲取更多的視聽享受，從而放松身心。
[0018]旅游景點(diǎn)可以分為八種類別:湖泊風(fēng)景區(qū)、山岳風(fēng)景區(qū)、森林風(fēng)景區(qū)、山水風(fēng)景區(qū)、海濱風(fēng)景區(qū)、休閑療養(yǎng)避暑勝地、宗教寺廟名勝區(qū)、歷史紀(jì)念地風(fēng)景區(qū)，其中，海濱風(fēng)景區(qū)是人們最為青睞的旅游景點(diǎn)之一，因?yàn)樵诤I風(fēng)景區(qū)有很多海邊浴場(chǎng)能夠提供游客想要的海邊沖浪、潛浮、潛水、游泳、戲沙、日光浴等活動(dòng)。
[0019]但是游客在海邊浴場(chǎng)的海域內(nèi)活動(dòng)時(shí)，雖然海邊浴場(chǎng)對(duì)海域內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行了清掃和打理，由于緊鄰近海，還是會(huì)容易受到海浪沖擊和海洋生物的攻擊，因此，需要為游客建立一套危險(xiǎn)狀況檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，以往的人工觀望方式已經(jīng)過于落后。
[0020]本發(fā)明的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，全程采用電子監(jiān)控的方式，引人圖像處理技術(shù)和沉浮時(shí)間統(tǒng)計(jì)，及時(shí)將危急狀況通過聲光報(bào)警的方式發(fā)送給當(dāng)?shù)氐陌脖２块T，同時(shí)立即啟動(dòng)聲納系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)搜尋，大大減少了營(yíng)救反應(yīng)時(shí)間。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括聲吶檢測(cè)器2、沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3、主控制器I和聲光報(bào)警器4，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3基于圖像分析以檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的各個(gè)游客的沉浮狀態(tài)，所述聲吶檢測(cè)器2用于檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的水下目標(biāo)，所述聲光報(bào)警器4用于提供聲光報(bào)警信號(hào)，所述主控制器I與所述聲吶檢測(cè)器2、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3和所述聲光報(bào)警器4分別連接，基于所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3的檢測(cè)結(jié)果確定是否啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器2和所述聲光報(bào)警器4。
[0022]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023]所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括，用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的操作，預(yù)先調(diào)整所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器所檢測(cè)的海邊浴場(chǎng)的預(yù)設(shè)海域。
[0024]所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)器，與所述用戶輸入設(shè)備連接，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)海域，還用于存儲(chǔ)游客灰度特征和第一預(yù)定時(shí)間閾值和第二預(yù)定時(shí)間閾值，所述游客灰度特征用于將圖像中的游客與背景分離，所述第一預(yù)定時(shí)間閾值小于所述第二預(yù)定時(shí)間閾值。
[0025]所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3包括高清攝像設(shè)備，由電動(dòng)云臺(tái)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和高清攝像頭組成，所述高清攝像頭的分辨率為1920 X 1080,被固定在所述電動(dòng)云臺(tái)上,所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述存儲(chǔ)器和所述電動(dòng)云臺(tái)分別連接，根據(jù)所述預(yù)設(shè)海域發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)云臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，從而控制所述高清攝像頭的拍攝方向，實(shí)時(shí)拍攝所述預(yù)設(shè)海域的海域圖像。
[0026]所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3包括圖像處理設(shè)備，由自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、灰度處理設(shè)備、游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備組成。
[0027]所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備與所述高清攝像頭連接，對(duì)所述海域圖像執(zhí)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以輸出濾波圖像，所述灰度處理設(shè)備與所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備連接，以對(duì)所述濾波圖像灰度化，以輸出灰度化圖像，所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備與所述灰度處理設(shè)備和所述存儲(chǔ)器分別連接，將所述灰度化圖像的每一個(gè)像素的灰度值與所述游客灰度特征比較，以確定被比較的像素是否屬于游客像素，由此從所述灰度化圖像中分割出多個(gè)游客子圖像。
[0028]所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備與所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備連接，對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，在游客子圖像中的游客目標(biāo)消失時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為沉下，在游客子圖像中的游客目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為浮上，所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備與所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備連接，基于所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)的沉浮判斷，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間。
[0029]所述聲吶檢測(cè)器2設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊水域下，如圖2所示，所述聲吶檢測(cè)器2包括發(fā)射換能設(shè)備22，用于在水下發(fā)射聲波，發(fā)射聲波遇到水下目標(biāo)時(shí)，將聲波反射回來；接收換能設(shè)備23，用于在水下接收所述水下目標(biāo)反射的聲波；微控制設(shè)備21，與所述發(fā)射換能設(shè)備22和所述接收換能設(shè)備23分別連接，基于發(fā)射聲波特性和接收聲波特性計(jì)算所述水下目標(biāo)的相對(duì)位置。
[0030]所述主控制器為ARMll嵌入式處理芯片，與所述存儲(chǔ)器、所述聲吶檢測(cè)器2、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3和所述聲光報(bào)警器4分別連接，接收所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第一預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒預(yù)警信號(hào)，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第二預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器。
[0031]所述聲光報(bào)警器4包括，語(yǔ)音播放設(shè)備，用于播放與所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)或所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音警示文件；報(bào)警燈，在接收到所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)時(shí)以第一閃爍頻率閃爍，在接收到所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)時(shí)以第二閃爍頻率閃爍，所述第一閃爍頻率小于第二閃爍頻率。
[0032]其中，所述用戶輸入設(shè)備、所述存儲(chǔ)器、所述主控制器I和所述聲光報(bào)警器4都設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器3設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿上；所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備都分別采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，所采用的FPGA 芯片均為 XILINX 公司的 XC3S1000FT256。
[0033]其中，在所述檢測(cè)系統(tǒng)中，還可以包括顯示設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤上，與所述圖像處理設(shè)備和所述聲吶檢測(cè)器2分別連接，用于實(shí)時(shí)顯示所述海域圖像，還用于實(shí)時(shí)顯示所述每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間，以及顯示所述聲吶檢測(cè)器2的檢測(cè)結(jié)果。所述顯示設(shè)備可選為液晶顯示屏，在所述檢測(cè)系統(tǒng)中還可以包括供電設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，用于為所述檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)供電，同時(shí)可以選擇將所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備集中在一塊集成電路板上。
[0034]另外，自適應(yīng)濾波存在于信號(hào)處理、控制、圖像處理等許多不同領(lǐng)域，他是一種更智能更有針對(duì)性的濾波方法，通常用于去噪。在圖像處理中，自適應(yīng)濾波是指在一張圖像的不同區(qū)域具有各自的圖像特性時(shí)，分別針對(duì)這些不同特性選取最優(yōu)的、各不相同的參數(shù)、濾波器或?yàn)V波方法進(jìn)行濾波。在信號(hào)與系統(tǒng)等其他領(lǐng)域中，他可以在無需先驗(yàn)知識(shí)的條件下，通過自學(xué)習(xí)，適應(yīng)或跟蹤外部環(huán)境的非平穩(wěn)隨機(jī)變化，并最終逼近維納濾波器或卡爾曼濾波器的最優(yōu)濾波性能。
[0035]自適應(yīng)濾波可適用于通信、控制、雷達(dá)、聲吶、地震、生物等多個(gè)領(lǐng)域。自適應(yīng)濾波器使用期望和反饋來調(diào)整濾波器系數(shù)以及頻率響應(yīng)。常用的自適應(yīng)濾波技術(shù)有:自適應(yīng)LMS (最小均方)濾波器、自適應(yīng)格型濾波器、自適應(yīng)遞歸濾波器、頻域和子帶自適應(yīng)濾波器、自適應(yīng)無限脈沖響應(yīng)濾波器、盲自適應(yīng)濾波器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性自適應(yīng)濾波器等。
[0036]另外，聲吶是英文縮寫“SONAR”的音譯，其中文全稱為:聲音導(dǎo)航與測(cè)距，即SoundNavigat1n And Ranging,是一種利用聲波在水下的傳播特性，通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理，完成水下探測(cè)和通訊任務(wù)的電子設(shè)備。
[0037]聲吶有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種類型，屬于聲學(xué)定位的范疇。聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。作為一種聲學(xué)探測(cè)設(shè)備，主動(dòng)式聲吶是在英國(guó)首先投入使用的。由于電磁波在水中衰減的速率非常的高，無法作為偵測(cè)的訊號(hào)來源，以聲波探測(cè)水面下的人造物體成為運(yùn)用最廣泛的手段。聲吶技術(shù)常用于探測(cè)水底下的物體，或者是以其作為導(dǎo)航的依據(jù)。
[0038]采用本發(fā)明的海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)系統(tǒng)主要依賴人工監(jiān)控而存在的監(jiān)控面不全、監(jiān)控效率不高以及監(jiān)控水平有差異的技術(shù)問題，利用圖像采集、識(shí)別和跟蹤技術(shù)以獲得海域上的每一個(gè)游客目標(biāo)，合理分析游客目標(biāo)沉浮狀態(tài)以決定是否啟動(dòng)聲納搜索和聲光報(bào)警，從而提高了海邊浴場(chǎng)安保部門的反應(yīng)速度和監(jiān)控效率。
[0039]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)方法，該方法包括: 1)提供一種海邊浴場(chǎng)游客沉浮狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)；以及 2)使用該檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括聲吶檢測(cè)器、沉浮狀態(tài)檢測(cè)器、主控制器和聲光報(bào)警器，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器基于圖像分析以檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的各個(gè)游客的沉浮狀態(tài)，所述聲吶檢測(cè)器用于檢測(cè)海邊浴場(chǎng)預(yù)設(shè)海域內(nèi)的水下目標(biāo)，所述聲光報(bào)警器用于提供聲光報(bào)警信號(hào)，所述主控制器與所述聲吶檢測(cè)器、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器分別連接，基于所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果確定是否啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括: 用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的操作，預(yù)先調(diào)整所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器所檢測(cè)的海邊浴場(chǎng)的預(yù)設(shè)海域； 存儲(chǔ)器，與所述用戶輸入設(shè)備連接，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)海域，還用于存儲(chǔ)游客灰度特征和第一預(yù)定時(shí)間閾值和第二預(yù)定時(shí)間閾值，所述游客灰度特征用于將圖像中的游客與背景分離，所述第一預(yù)定時(shí)間閾值小于所述第二預(yù)定時(shí)間閾值； 所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器包括 高清攝像設(shè)備，由電動(dòng)云臺(tái)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和高清攝像頭組成，所述高清攝像頭的分辨率為1920X1080，被固定在所述電動(dòng)云臺(tái)上，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述存儲(chǔ)器和所述電動(dòng)云臺(tái)分別連接，根據(jù)所述預(yù)設(shè)海域發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)云臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，從而控制所述高清攝像頭的拍攝方向，實(shí)時(shí)拍攝所述預(yù)設(shè)海域的海域圖像； 圖像處理設(shè)備，由自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、灰度處理設(shè)備、游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備組成，所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備與所述高清攝像頭連接，對(duì)所述海域圖像執(zhí)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以輸出濾波圖像，所述灰度處理設(shè)備與所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備連接，以對(duì)所述濾波圖像灰度化，以輸出灰度化圖像，所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備與所述灰度處理設(shè)備和所述存儲(chǔ)器分別連接，將所述灰度化圖像的每一個(gè)像素的灰度值與所述游客灰度特征比較，以確定被比較的像素是否屬于游客像素，由此從所述灰度化圖像中分割出多個(gè)游客子圖像，所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備與所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備連接，對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，在游客子圖像中的游客目標(biāo)消失時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為沉下，在游客子圖像中的游客目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，判斷該游客目標(biāo)為浮上，所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備與所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備連接，基于所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備對(duì)每一個(gè)游客子圖像中的游客目標(biāo)的沉浮判斷，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間； 所述聲吶檢測(cè)器設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊水域下，包括 發(fā)射換能設(shè)備，用于在水下發(fā)射聲波，發(fā)射聲波遇到水下目標(biāo)時(shí)，將聲波反射回來； 接收換能設(shè)備，用于在水下接收所述水下目標(biāo)反射的聲波； 微控制設(shè)備，與所述發(fā)射換能設(shè)備和所述接收換能設(shè)備分別連接，基于發(fā)射聲波特性和接收聲波特性計(jì)算所述水下目標(biāo)的相對(duì)位置； 所述主控制器為ARMll嵌入式處理芯片，與所述存儲(chǔ)器、所述聲吶檢測(cè)器、所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器和所述聲光報(bào)警器分別連接，接收所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第一預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒預(yù)警信號(hào)，當(dāng)存在游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間超過第二預(yù)定時(shí)間閾值時(shí)，發(fā)出游客沉沒報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)所述聲吶檢測(cè)器； 所述聲光報(bào)警器包括 語(yǔ)音播放設(shè)備，用于播放與所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)或所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音警示文件； 報(bào)警燈，在接收到所述游客沉沒預(yù)警信號(hào)時(shí)以第一閃爍頻率閃爍，在接收到所述游客沉沒報(bào)警信號(hào)時(shí)以第二閃爍頻率閃爍，所述第一閃爍頻率小于第二閃爍頻率； 其中，所述用戶輸入設(shè)備、所述存儲(chǔ)器、所述主控制器和所述聲光報(bào)警器都設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，所述沉浮狀態(tài)檢測(cè)器設(shè)置在所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿上; 其中，所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備都分別采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，所采用的FPGA芯片均為 XILINX 公司的 XC3S1000FT256。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括: 顯示設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤上，與所述圖像處理設(shè)備和所述聲吶檢測(cè)器連接，用于實(shí)時(shí)顯示所述海域圖像，還用于實(shí)時(shí)顯示所述每一個(gè)游客子圖像中游客目標(biāo)的當(dāng)前沉下時(shí)間和當(dāng)前浮上時(shí)間，以及顯示所述聲吶檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于: 所述顯示設(shè)備為液晶顯示屏。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括: 供電設(shè)備，位于所述海邊浴場(chǎng)的岸邊橫桿下方的儀表盤內(nèi)，用于為所述檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)供電。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 將所述自適應(yīng)遞歸濾波設(shè)備、所述灰度處理設(shè)備、所述游客目標(biāo)識(shí)別設(shè)備、所述游客目標(biāo)跟蹤設(shè)備和所述沉浮狀態(tài)統(tǒng)計(jì)設(shè)備集中在一塊集成電路板上。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104394369SQ201410712078
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:無錫北斗星通信息科技有限公司