[发明专利]基于拓扑空间关系的矿井违规越界行为识别及报警方法、装置

权利要求书

1.一种基于拓扑空间关系的矿井违规越界行为识别及报警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，在矿井中布设摄像头，实时采集危险敏感区域的视频图像；

步骤二，在视频图像中界定好危险敏感区域，得到危险敏感区域界定框B；实时检测视频图像帧中是否存在运动人员，如果存在运动人员则用检测框标记出该目标人员，得到目标人员检测框A；

步骤三，针对目标人员检测框A与危险敏感区域界定框B的位置进行空间拓扑运算，判定目标人员是否处于危险敏感区域。

2.根据权利要求1所述的基于拓扑空间关系的矿井违规越界行为识别及报警方法，其特征在于：在步骤三中，首先提取出目标人员检测框A的左上角坐标(Xa1,Ya1)和右下角坐标(Xa2,Ya2)，以及提取出危险敏感区域界定框B的左上角坐标(Xb1,Yb1)和右下角坐标(Xb2,Yb2)；然后得到目标人员检测框A和危险敏感区域界定框B的中心点坐标，分别为：

计算目标人员检测框A的宽、高分别为：

Wa＝Xa₂-Xa₁,Ha＝Ya₂-Ya₁

计算危险敏感区域界定框B的宽、高分别为：

Wb＝Xb₂-Xb₁,Hb＝Yb₂-Yb₁

根据上述得到的目标人员检测框A和危险敏感区域界定框B中心点的坐标以及宽、高数据后，通过以下公式判断目标人员检测框A和危险敏感区域界定框B是否相交：

|Xb₃-Xa₃|≤(Wa+Wb)/2 (1)

|Yb₃-Ya₃|≤(Ha+Hb)/2 (2)

若同时满足公式(1)和公式(2)，即框A和框B的中心点x方向坐标之差小于框A和框B宽之和的一半，并且框A和框B的中心点y方向坐标之差小于框A和框B高之和的一半，则说明框A和框B存在相交。

3.根据权利要求1所述的基于拓扑空间关系的矿井违规越界行为识别及报警方法，其特征在于：当判断目标人员进入危险敏感区域后，进行警报提示。

4.一种矿井违规越界行为识别及报警装置，其特征在于，包括：

摄像头，用于实时采集井下危险敏感区域的视频图像；

本地服务器，设置在井下，与所述摄像头连接，实时接收摄像头采集的视频图像数据，在视频图像中界定好危险敏感区域，得到危险敏感区域界定框B，实时检测视频图像帧中是否存在运动人员，如果存在运动人员则用检测框标记出该目标人员，得到目标人员检测框A；针对目标人员检测框A与危险敏感区域界定框B的位置进行空间拓扑运算，判定目标人员是否处于危险敏感区域；

报警单元，设置在井下危险敏感区域旁边，与本地服务器连接，当本地服务器判定目标人员进入危险敏感区域时，向报警单元发送指令，控制报警单元发出警报。

5.根据权利要求4所述的矿井违规越界行为识别及报警装置，其特征在于：还包括远程服务器，设置在井上，作为监控端，远程服务器通过通讯系统与井下的本地服务器连接进行数据交互，本地服务器会将摄像头采集的视频图像数据、是否有人进入危险敏感区域的判别数据、以及报警信息发送给远程服务器进行存储。

6.根据权利要求5所述的矿井违规越界行为识别及报警装置，其特征在于：远程服务器还连接有人机交互单元，通过人机交互单元实现人机交互。