[发明专利]一种粉尘网格化定位方法及粉尘网格化监测方法

说明书

本发明公开一种粉尘网格化定位方法及粉尘网格化监测方法，该定位方法包括：通过多摄像头构建空间视场，获取各摄像头拍摄的视频图像序列；识别空间静止物体及其空间坐标；将相邻的两帧视频图像作差分得到灰度图序列，识别运动物体及其空间坐标、高浓度粉尘的点云图形、低浓度粉尘的点云图形；将高浓度粉尘、低浓度粉尘与静止物体、运动物体之间进行空间相对位置分析，确定粉尘产生的源头；由粉尘产生的运动物体源头、静止物体源头的空间坐标得到运动粉尘的空间坐标；基于粉尘的运移参数对运动粉尘进行空间推演与视觉跟踪，完成对粉尘的持续跟踪定位。通过机器视觉系统对粉尘进行特征识别，与传感器联合使用，实现待测空间粉尘的网格化空间定位。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体是一种粉尘网格化定位方法及粉尘网格化监测方法。

背景技术

钢铁、焦化、火电、水泥、铸造、砖瓦窑、炭素、玻璃、陶瓷、建材、建筑、矿山等行业的原料运输、堆场施工、物料传送、生产作业等过程中会产生粉尘，粉尘的主要危害如下：1)危害人体健康；2)引起粉尘爆炸；3)降低能见度，雾霾的重要组成部分就是粉尘；4)弄脏建筑物等；5)腐蚀金属设施；6)增大机器设备的磨损；7)降低产品质量；8)导致植物生长不良。在2018年，面源污染防治技术被列入《2018年国家先进污染防治技术目录(大气污染防治领域)》。2019年，北方各城市开始实施钢铁、焦化等行业深度减排实施方案，要求钢铁、焦化等企业全面完成粉尘排放精准监测和治理。

目前部分行业、企业推行采用粉尘浓度监测仪进行粉尘监测，堆场、作业等场所每一万平米安装一个，不足一万平米按一万平米计算。这种监测方式只能检测粉尘浓度在线监测仪安装的局部一些点的总尘浓度、PM2.5、PM10、温度、湿度、大气压力、风向、风力，这些局部点的检测精度比较高。但是仅适合于局部点的粉尘高精度检测，而无法实现对于区域内任意位置的粉尘浓度检测。如果要实现区域粉尘的网格化精准监测，则必须在整个堆场、作业等场所密集布置大量的粉尘浓度监测仪，则投入成本高、安装复杂、维护成本高，其安装支架会严重影响堆场、作业等场所的车辆移动、人员作业等活动。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种粉尘网格化定位方法及粉尘网格化监测方法，在传统粉尘浓度监测仪的基础上，融合机器视觉技术，通过摄像头对空间粉尘图像、视频进行采集，通过机器视觉系统对粉尘进行特征识别，与传感器联合使用，实现待测空间粉尘的网格化空间定位以及浓度监测。

为实现上述目的，本发明提供一种粉尘网格化定位方法，在待测空间均匀的布置若干摄像头其中，待测空间中的每一空间点均位于至少两个摄像头的视场内，通过对各摄像头拍摄的视场图像进行拼接，将待测空间网格化，得到三维网格化视场，所述粉尘网格化定位方法包括如下步骤：

步骤101，获取采样周期内各摄像头拍摄的视频图像序列；

步骤102，基于视频图像序列识别三维网格化视场中的静止几何物体，得到三维网格化视场中静止物体的空间坐标；

步骤103，将视频图像序列中相邻的两帧视频图像作差分运算，得到灰度图序列，基于灰度图序列与设定的像素点第一阈值得到三维网格化视场在采样周期内新增运动物体的空间坐标以及新增高浓度粉尘的点云图形；

步骤104，基于灰度图序列与设定的像素点第二阈值得到三维网格化视场在采样周期内新增低浓度粉尘的点云图形，其中，像素点第二阈值小于像素点第一阈值；

步骤105，将三维网格化视场中新增高浓度粉尘、新增低浓度粉尘与静止物体、新增运动物体之间进行空间相对位置分析，确定粉尘产生的运动物体源头、静止物体源头；

步骤106，由粉尘产生的运动物体源头、静止物体源头的空间坐标得到新增运动粉尘的空间坐标，其中，新增运动粉尘包括新增高浓度粉尘与新增低浓度粉尘；

步骤107，基于粉尘的运移参数对新增运动粉尘进行跟踪，得到新增运动粉尘在下一个采样周期内的空间坐标；