[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

说明书

本发明公开了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、装置，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；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；步骤三，针对目标人员检测框与危险敏感区域界定框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。本发明能够及时准确的识别矿井违规越界行为，并进行安全预警，避免危险的发生。

技术领域

本发明属于矿井安全技术领域，具体涉及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、装置。

背景技术

井下视频监控可以检测井下人员的情况，但是对于井下跨越危险区域的违规行为还没有一个实际的识别。在安全矿山生产中，煤矿井下存在着很多不确定因素的人员违规行为，其中跨越危险敏感区域是最典型的井下违规行为，一旦有工作人员误入该区域将会导致不可避免的重大危险事故，例如盲巷，为6米以上空气不流通的巷道，井下有害气体在此处聚集，当有人进入该区域，容易发生窒息、瓦斯中毒等事故，同样危险的区域还有运输中的车道线，危险物品放置区，采空区等。因此，需要及时准确的识别矿井违规越界行为，为安全预警提供判别条件，避免危险的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供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。本发明基于井下视频监控图像，依据空间拓扑关系，对井下工作人员是否存在违规闯入危险敏感区域的行为进行判断。

本发明是通过以下技术方案实现的：

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，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。

在上述技术方案中，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。