[发明专利]海边浴场游客沉浮状态检测系统

权利要求书

1.一种海边浴场游客沉浮状态检测系统，所述检测系统包括声呐检测器、沉浮状态检测器、主控制器和声光报警器，所述沉浮状态检测器基于图像分析以检测海边浴场预设海域内的各个游客的沉浮状态，所述声呐检测器用于检测海边浴场预设海域内的水下目标，所述声光报警器用于提供声光报警信号，所述主控制器与所述声呐检测器、所述沉浮状态检测器和所述声光报警器分别连接，基于所述沉浮状态检测器的检测结果确定是否启动所述声呐检测器和所述声光报警器；

其特征在于，所述检测系统还包括：

用户输入设备，用于根据用户的操作，预先调整所述沉浮状态检测器所检测的海边浴场的预设海域；

存储器，与所述用户输入设备连接，用于存储所述预设海域，还用于存储游客灰度特征和第一预定时间阈值和第二预定时间阈值，所述游客灰度特征用于将图像中的游客与背景分离，所述第一预定时间阈值小于所述第二预定时间阈值；

所述沉浮状态检测器包括：

高清摄像设备，由电动云台、驱动结构和高清摄像头组成，所述高清摄像头的分辨率为1920×1080，被固定在所述电动云台上，所述驱动结构与所述存储器和所述电动云台分别连接，根据所述预设海域发出驱动信号，以驱动所述电动云台的电动机，从而控制所述高清摄像头的拍摄方向，实时拍摄所述预设海域的海域图像；

图像处理设备，由自适应递归滤波设备、灰度处理设备、游客目标识别设备、游客目标跟踪设备和沉浮状态统计设备组成，所述自适应递归滤波设备与所述高清摄像头连接，对所述海域图像执行自适应递归滤波处理，以输出滤波图像，所述灰度处理设备与所述自适应递归滤波设备连接，以对所述滤波图像灰度化，以输出灰度化图像，所述游客目标识别设备与所述灰度处理设备和所述存储器分别连接，将所述灰度化图像的每一个像素的灰度值与所述游客灰度特征比较，以确定被比较的像素是否属于游客像素，由此从所述灰度化图像中分割出多个游客子图像，所述游客目标跟踪设备与所述游客目标识别设备连接，对每一个游客子图像中的游客目标进行实时跟踪，在游客子图像中的游客目标消失时，判断该游客目标为沉下，在游客子图像中的游客目标出现时，判断该游客目标为浮上，所述沉浮状态统计设备与所述游客目标跟踪设备连接，基于所述游客目标跟踪设备对每一个游客子图像中的游客目标的沉浮判断，实时统计每一个游客子图像中游客目标的当前沉下时间和当前浮上时间；

所述声呐检测器设置在所述海边浴场的岸边水域下，包括：

发射换能设备，用于在水下发射声波，发射声波遇到水下目标时，将声波反射回来；

接收换能设备，用于在水下接收所述水下目标反射的声波；

微控制设备，与所述发射换能设备和所述接收换能设备分别连接，基于发射声波特性和接收声波特性计算所述水下目标的相对位置；

所述主控制器为ARM11嵌入式处理芯片，与所述存储器、所述声呐检测器、所述沉浮状态检测器和所述声光报警器分别连接，接收所述游客目标跟踪设备的统计结果，当存在游客子图像中游客目标的当前沉下时间超过第一预定时间阈值时，发出游客沉没预警信号，当存在游客子图像中游客目标的当前沉下时间超过第二预定时间阈值时，发出游客沉没报警信号，并启动所述声呐检测器；

所述声光报警器包括

语音播放设备，用于播放与所述游客沉没预警信号或所述游客沉没报警信号对应的语音警示文件；

报警灯，在接收到所述游客沉没预警信号时以第一闪烁频率闪烁，在接收到所述游客沉没报警信号时以第二闪烁频率闪烁，所述第一闪烁频率小于第二闪烁频率；

其中，所述用户输入设备、所述存储器、所述主控制器和所述声光报警器都设置在所述海边浴场的岸边横杆下方的仪表盘内，所述沉浮状态检测器设置在所述海边浴场的岸边横杆上；

其中，所述自适应递归滤波设备、所述灰度处理设备、所述游客目标识别设备、所述游客目标跟踪设备和所述沉浮状态统计设备都分别采用FPGA芯片实现，所采用的FPGA芯片均为XILINX公司的XC3S1000FT256；

其中，所述自适应递归滤波设备对所述海域图像执行自适应递归滤波处理具体操作如下：在所述海域图像的不同区域具有各自的图像特性时，分别针对这些不同特性选取各不相同的滤波器或滤波方法进行滤波；其中，所述各不相同的滤波器包括自适应LMS滤波器、自适应格型滤波器、自适应递归滤波器、频域和子带自适应滤波器、自适应无限脉冲响应滤波器、盲自适应滤波器和神经网络非线性自适应滤波器；

所述检测系统还包括供电设备，位于所述海边浴场的岸边横杆下方的仪表盘内，用于为所述检测系统实时供电；

将所述自适应递归滤波设备、所述灰度处理设备、所述游客目标识别设备、所述游客目标跟踪设备和所述沉浮状态统计设备集中在一块集成电路板上。