专利名称：一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测控制技术领域，尤其涉及一种基于红外热图像的吸烟检测系统和
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背景技术：
目前，全社会提倡无烟公共场所、无烟办公室；一些公共场所和办公室经常采用标语式的“禁止吸烟”进行提醒，或者采用基于烟雾检测的“禁止吸烟”语音提醒器，通过对周围环境的烟雾情况进行检测而进行语音提醒。基于烟雾检测的“禁止吸烟”检测装置至少存在如下缺陷其微小颗粒探测能力差；长时间的使用会使探测器的敏感度降低，从而不能准确探测出是否有人吸烟；只有在探测器可探测到的范围内且烟雾浓度高时才能准确检测；烟雾探测器只能检测出有人吸烟，但是不能拍照取证。因此，如何提供一种吸烟检测装置，能够提高吸烟检测的准确度，并对吸烟情况进行现场取证，更加有效地起到“禁止吸烟”的效果，已经成为本领域技术人员仍需继续解决的技术问题。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提出一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，依据红外热图像中温度数据获取吸烟目标场，并根据目标场的温度持续时间确定吸烟信息，从而大幅度提高了吸烟识别的准确性，并对吸烟情况进行现场取证，从而更加有效地起到“禁止吸烟”的效果。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，包括带云台的红外热像仪，用于采集预定区域的红外热图像；所述红外热像仪内置有可见光CXD ；控制装置，与所述红外热像仪、可见光CXD连接，用于对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。所述红外热像仪和可见光CXD并行工作。一种控制装置，应用在基于红外热图像的吸烟检测系统和装置中，包括分析模块，对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；控制模块，当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。所述分析模块包括目标场获取子模块，根据所述红外热图像中温度数据，将红外热图像分割成若干区域，并将温度超过所述吸烟温度阈值的区域确定为目标场，其中，所述吸烟温度阈值不低于200摄氏度；时间匹配子模块，对目标场的温度持续时间进行匹配；判断子模块，与时间匹配子模块连接，当目标场的温度持续时间与设定的吸烟持续时间相匹配，判断存在吸烟信息；否则判断不存在吸烟信息。所述控制模块包括第一控制子模块，当判断存在吸烟信息时，向可见光CCD发出第一控制信号，以控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频。第二控制子模块，在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，向所述红外热像仪发出第二控制信号，云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。所述分析模块还包括位置跟踪子模块，与目标场获取子模块连接，用于对目标场的位置进行跟踪；所述控制模块还包括第三控制模块，当目标场的位置发生移动时，向所述红外热像仪发出第三PTZ控制信号，控制云台执行相应动作以使得红外热像仪对目标场进行定位禾口足艮S宗。所述控制装置还包括数据库管理模块，包括用于吸烟图片和/或视频的存储、删除和修改的存储子模块、删除子模块、修改子模块；系统服务模块，包括查询及报表子模块、系统管理及维护子模块以及业务系统接口子模块。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果1.与烟雾探测器相比，本发明中吸烟检测系统和装置包括内置有可见光CXD的红外热像仪，通过红外热像仪获取红外热图像，并以数值、曲线、棒图、模拟图等形式显示红外热图像中温度测量值和变化趋势，以获取吸烟目标场，并根据目标场的温度持续时间确定吸烟信息，从而大幅度提高了吸烟识别的准确性；并通过可见光CCD对吸烟情况进行现场取证，从而更加有效地起到“禁止吸烟”的效果。2.本发明使用的红外热像仪带有云台，实现对巡航过程中采集红外图像数目的确定、巡航间隔的设置、每个拍摄点机械角的设定(包括水平角和垂直角)以及热像仪焦距的设定等，这样不仅能更准确地进行检测，而且扩大了吸烟检测的区域。
下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。图1为本发明提出的一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置的结构示意图。图2为图1中控制装置的功能模块图。
具体实施例方式如图1所示，为本发明提出的一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置的结构示意图。参考附图，本发明提出的一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，包括带云台的红外热像仪，用于采集预定区域的红外热图像；所述红外热像仪内置有可见光CCD (Charge-Coupled Device,电荷耦合元件)。控制装置，与所述红外热像仪、可见光C⑶通过总线连接，用于对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。上述基于红外热图像的吸烟检测系统和装置的工作原理及过程如下利用设立在公共场合的带云台的红外热像仪对某一区域进行吸烟检测，采集该区域的红外热图像，并将采集到的红外热图像传输至控制装置。控制装置接收到红外热像仪传输的红外热图像，对红外热图像的温度数据进行分析，根据预先设定的吸烟温度阈值，确定超过吸烟温度阈值的相应子区域为吸烟目标场，即红外热图像上该目标场对应的真实区域存在潜在的吸烟者；然后根据吸烟持续时间参数， 对上述目标场的温度持续时间进行匹配，若匹配成功，则确定该目标场有人吸烟。此时，控制装置控制可见光CCD对目标场内的吸烟情形进行抓拍，形成吸烟视频和/或图像，并传输至控制装置中作为确定吸烟者的证据；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。在对目标场进行监测时，若吸烟者的位置发生移动，则利用PTZ(Pan/TiltAoom， 代表云台全方位移动及镜头变倍、变焦控制)技术，通过预置位自动触发锁定这个运动目标，进而触发可见光CCD进行自动地PTZ跟踪，并自动控制云台进行全方位旋转，针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪，以确保跟踪目标持续出现在镜头中央。需要说明的是，本发明吸烟检测系统和装置中红外热像仪和可见光CXD是并行工作的，可见光CXD实时地拍摄现场状况。基于上述基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，下面对该吸烟检测系统和装置中控制装置的工作原理进行详细说明。图2为本发明中一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置的控制装置的功能模块示意图。参照附图，本发明提出的一种控制装置，应用在基于红外热图像的吸烟检测系统和装置中，该控制装置包括分析模块、控制模块、数据库管理模块、系统服务模块。1、分析模块，对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息。该分析模块包括目标场获取子模块、时间匹配子模块和判断子模块，其中，目标场获取子模块能够根据所述红外热图像中温度数据，结合吸烟温度阈值，将超过该吸烟温度阈值的区域确定为吸烟目标场，则该区域存在潜在的吸烟情形；时间匹配子模块，对目标场的温度持续时间进行匹配；判断子模块，与时间匹配子模块连接，当目标场的温度持续时间与设定的吸烟持续时间相匹配，判断存在吸烟信息；否则不存在吸烟信息。其中，上述目标场获取子模块，具体用于根据所述红外热图像的温度数据，利用
5图像分割技术将红外热图像分割成若干区域，并将温度超过吸烟温度阈值的一个或多个区域确定为目标场。在具体应用过程中，吸烟温度阈值可设定不低于200摄氏度。需要说明的是，上述时间匹配子模块中，预先设定吸烟持续时间，在目标场的温度持续时间不小于吸烟持续时间的情况下才被判断存在吸烟信息，通过时间维度的设定将短暂的燃烧信息与正常吸烟时烟支燃烧信息区分开，并将短暂的燃烧过程排除在外，提高了吸烟信息判断的准确率。在实际应用过程中，吸烟者的位置处在变化状态下，此时，所述分析模块还包括 位置跟踪子模块，与目标场获取子模块连接，用于对目标场的位置进行跟踪；所述控制模块还包括第三控制模块，当目标场的位置发生移动时，向所述红外热像仪发出第三PTZ控制信号，控制云台执行相应动作以使得红外热成像仪对目标场进行定位和跟踪。2、控制模块，当判断存在吸烟信息时，向可见光CCD发出第一控制信号，以控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频。控制模块包括第一控制子模块和第二控制子模块，其中，第一控制子模块，当判断存在吸烟信息时，向可见光CCD发出第一控制信号，以控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；第二控制子模块，在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，向所述红外热像仪发出第二控制信号，云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。3、数据库管理模块，包括存储、删除和修改吸烟图片和/或视频的存储子模块、删除子模块、修改子模块。该模块的目标是实现一个设计合理、信息完整的数据库；该数据库从数据类别上分主要包含图像和辅助信息两个方面。(1)标准图像信息库管理图像及其相应辅助信息添加、删除、修改和查询；( 日常采集图像及信息数据库管理图像及其相应辅助信息删除、修改和查询。4、系统服务模块，包括查询及报表子模块、系统管理及维护子模块以及业务系统接口子模块。查询及报表子模块主要实现相关部门对一段时间内吸烟情况等的查询，并生成报表；系统管理及维护子模块主要实现分布式系统的协调运行，采用软总线技术，提供位置透明的通信手段，隔离操作系统和硬件平台的相关性，保证系统的灵活扩充性；业务系统接口子模块提供了与其他业务相结合的接口，使系统具有良好的扩充性、兼容性。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，其特征在于，包括带云台的红外热像仪，用于采集预定区域的红外热图像；所述红外热像仪内置有可见光 CCD ；控制装置，与所述红外热像仪、可见光CXD连接，用于对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。
2.如权利要求1所述的基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，其特征在于，所述红外热像仪和可见光CXD并行工作。
3.—种控制装置，应用在基于红外热图像的吸烟检测系统和装置中，其特征在于，包括分析模块，对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；控制模块，当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频；在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，控制云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述分析模块包括目标场获取子模块，根据所述红外热图像中温度数据，将红外热图像分割成若干区域， 并将温度超过所述吸烟温度阈值的区域确定为目标场，其中，所述吸烟温度阈值不低于200 摄氏度；时间匹配子模块，对目标场的温度持续时间进行匹配；判断子模块，与时间匹配子模块连接，当目标场的温度持续时间与设定的吸烟持续时间相匹配，判断存在吸烟信息；否则不存在吸烟信息。
5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括第一控制子模块，当判断存在吸烟信息时，向可见光CCD发出第一控制信号，以控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频。第二控制子模块，在预设的时间间隔内，若未检测到吸烟信息，向所述红外热像仪发出第二控制信号，云台执行相应的动作以使得红外热像仪转换至设定的区域进行吸烟检测。
6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述分析模块还包括位置跟踪子模块，与目标场获取子模块连接，用于对目标场的位置进行跟踪；所述控制模块还包括第三控制子模块，当目标场的位置发生移动时，向所述红外热像仪发出第三PTZ控制信号，控制云台执行相应动作以使得红外热像仪对目标场进行定位和足艮S宗。
7.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括数据库管理模块，包括用于吸烟图片和/或视频的存储、删除和修改的存储子模块、删除子模块、修改子模块；系统服务模块，包括查询及报表子模块、系统管理及维护子模块以及业务系统接口子模块。
全文摘要
本发明公开了一种基于红外热图像的吸烟检测系统和装置，包括带云台的红外热像仪，用于采集预定区域的红外热图像；所述红外热像仪内置有可见光CCD；控制装置，用于对红外热像仪采集的红外热图像的温度数据进行分析，并根据分析结果判断是否存在吸烟信息；当判断存在吸烟信息时，控制可见光CCD对所述吸烟信息对应位置进行抓拍，获取吸烟图片和/或视频。本发明中，依据红外热图像中温度分布获取吸烟目标场，并根据目标场的温度持续时间确定吸烟信息，从而大幅度提高了吸烟识别的准确性，并对吸烟情况进行现场取证，从而更加有效地起到“禁止吸烟”的效果。
文档编号G01J5/10GK102519605SQ20121000928
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者张兴义, 汤进, 王福田, 罗斌 申请人:安徽大学