[发明专利]一种基于红外探测器的海上搜救仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种搜救用搜救仪器，特别涉及一种基于红外探测器，用于海上搜救的搜救仪。

背景技术

随着全球经济的快速增长和经济一体化进程的加速，海上运输量迅猛增长，据统计，全球有90％的货物贸易是通过海上运输完成的，日益繁忙的海上交通以及海上人命、财产、环境等因素的影响，促使海上运输向自动化、信息化和安全化发展。然而在水路运输中，虽然事故率随着科学管理和信息化的发展有所降低，但是由于基数很大，所以发生的事故数量依然很大，不容忽视。

目前国内搜救组织配备的搜救设备尚不完善，还是通过一些简单的设备来辅助搜救工作的完成和依靠人眼视觉进行观察搜救，主观因素和不确定性较大，而且人眼视觉容易受疲劳和环境因素的影响，在风浪和低照度情况下发现弱小目标(落水人员、救生艇筏等)尤为困难。尤其在夜间时候，人眼的视力几乎不能起作用，目前夜间基本上不能搜救。

随着成像技术的不断发展，能够辅助或弥补人眼不足的成像设备也日趋增多，比如高速可见光摄像机、红外成像仪、X线成像设备等等。这些设备可以实时记录下真实有效的图像信息为后续的分析处理提供了可靠有效的数据保障。此外随着大规模集成电路的发展，用于视频处理的高性能DSP(DigitalSignal Processor)芯片发展也很迅速，保证了数据采集处理实时性，高效性。

目前在海上搜救领域还没有借助红外成像仪的船载搜救设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于红外探测器的海上搜救仪，采用红外探测器、DSP系统和ARM控制系统，利用机器视觉技术进行目标检测，安装在搜救船上，帮助搜救人员自动找寻搜救目标，以方便实现对海上搜救中的落水人员或者救生筏艇等的弱小目标的识别与跟踪，使得夜间搜救成为可能，提高搜救的成功率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种基于红外探测器的海上搜救仪，该搜救仪安置在搜救船上，所述搜救仪通过DSP系统和嵌入式控制系统控制红外探测器，再利用机器视觉技术进行目标检测。

基于上述原理的搜救仪包括嵌入式控制系统、DSP系统、显示装置、红外探测器、红外探测器控制云台、以及信息输入装置；所述红外探测器作为传感器采集视频图像，通过视频线传输到DSP系统，DSP系统对采集到的视频采进行目标检测，并将检测结果传送至显示装置进行显示；所述嵌入式控制系统接受信息输入装置输入的控制信息，通过显示装置显示信息，并与DSP系统交换信息；该嵌入式控制系统根据信息输入装置输入的控制信息，并结合红外探测器控制云台手动控制红外探测器，实现搜救仪的手动搜索；同时可接受DSP系统发出的控制信息，并结合红外探测器控制云台自动控制红外探测器，实现搜救仪的自动搜索。

所述信息输入装置由摇杆、按键、以及旋钮组成，并分别接入嵌入式控制系统。

所述DSP系统包括图像采集模块、目标检测模块、控制模块、以及接口模块I，所述图像采集模块用于采集红外探测器所采集到的视频图像，并对视频图像进行模数转换处理，将处理好的视频图像数据传输至目标检测模块；所述目标检测模块根据目标的特点对视频图像进行目标检测并进行目标跟踪，将跟踪的结果以矩形框的形式框住目标，并按视频图像输出送至显示装置；所述控制模块可根据目标检测模块检测的结果通过接口模块I发送相应的控制信息至嵌入式控制系统，并由嵌入式控制系统根据控制信息结合红外探测器控制云台自动控制红外探测器，实现搜救仪的自动搜索。

所述目标检测模块对视频图像进行目标检测时，检测步骤如下：

(1)将当前帧图像与上一帧图像进行差分，并对差分图像经过阈值处理，得到二值图像；

(2)对得到的二值图像进行目标标识，将可能的目标区用矩形框的形式表示出来；

(3)最后将目标检测后的图像和原始图像叠加在一起，并通过数模转换以电视信号的格式传输到显示装置显示。

所述控制模块控制红外探测器进行自动搜索时，其控制红外探测器的搜索步骤如下：

(I)先控制红外探测器以俯仰角0度进行水平方向350度进行旋转搜索，若在该搜索区域内目标检测模块检测到目标，就以该目标为跟踪对象，控制红外探测器进行跟踪；

(II)若没有检测到目标，就调整俯仰角，再进行水平方向350度搜索，循环进行。

所述步骤(I)中当目标检测模块检测到多个目标后，控制模块根据目标跟踪优先级，锁定优先级最大的目标，控制红外探测器进行跟踪。

所述嵌入式控制系统包括