专利名称：基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及泥石流预警领域，尤其涉及基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统。
背景技术：
泥石流是一种由分选性很差的岩石、泥土、大量的水以及少量气体所构成的流体沿着斜坡和沟谷向下流动的自然现象，其中最为常见的泥石流类型是由降雨触发的泥石流，称为暴雨泥石流。对于暴雨型泥石流而言，泥石流沟流域内的降雨量与降雨强度的大小是泥石流激发的决定性因素。当流域内降雨条件达到或超过某一量级的雨量与强度时，该流域形成暴雨泥石流，这时的降雨量与降雨强度称为该条泥石流沟的雨量阀值。因此，雨量阀值是暴雨型泥石流预报非常重要的报警指标，合理的雨量阀值指标是保障泥石流预警报准确性的关键。目前，国内外利用降雨量与降雨强度作为泥石流雨量阂值的通行方法是通过对预警区实际的降雨和泥石流灾害资料进行统计分析，分别计算出泥石流发生时的前期有效降雨量与特征雨量的临界值，以临界值作为泥石流预警的雨量阀值。应用该方法对预警区的数据资料要求较高，需要预警区有较丰富的、长期的雨量序列资料与灾害资料，特别是需要有短历时降雨量(Ihr降雨量，30min降雨量，或IOmin降雨量等)历史数据才能分别计算确定泥石流发生时的前期有效降雨量与特征雨量的临界值，由此才能绘制出雨量阀值曲线。因此这种通行的做法只能适用于具有长期观测历史的地区。但在实际中，绝大多数的泥石流流域没有长期的监测系统，非常缺乏降雨与灾害资料的长期观测数据。因而对这类地区泥石流发生的预警工作由于缺乏基础数据而无法适用通行的方一法，其泥石流预警的雨量阀值计算确定问题也一直没有可以适用的方法。目前，国内外其他类型的泥石流报警系统也是主要依靠各种传感器采集相应数据，并与相应阀值比对后来判断泥石流是否发生(如地声法、泥位法、断线法、冲击力法等)。这些方法同样依赖长期监测得到的基础数据。因此，在缺乏基础数据的泥石流流域，在积累数据的同时也需要一种不依赖基础数据或对基础数据依赖小的进行泥石流预警方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统，用以解决在缺乏基础数据的泥石流流域，在积累数据的同时，在不依赖基础数据或对基础数据依赖小情况下，进行泥石流预警的问题。为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现—种基于智能视频监控的泥石流预警方法，包括以下步骤步骤SOl :采集视频监测站点的图像；步骤S02 :对采集的图像进行背景分离以得到正确的前景；步骤S03 :对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象；
步骤S04 :对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹；步骤S05 以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别；步骤S06 :根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。一种基于智能视频监控的泥石流预警系统，包括多个视频监测站点，与视频监测站点一一对应的视频采集单元；所述视频采集单元采集与之对应的视频监测站点的图像；还包括视频处理单元，识别单元和中央控制单元；所述视频处理单元，识别单元和中央控制单元依次连接； 所述视频处理单元包括背景分离模块，前景提取模块，目标检测模块和跟踪模块；所述背景分离模块和前景提取模块，用于对视频采集单元采集的图像进行背景分离和提取前景以得到正确的前景；所述目标检测模块对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象；跟踪模块对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹；所述识别单元以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别；所述中央控制单元根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。本发明的基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统有益效果在于，在缺乏基础数据的泥石流流域，在积累数据的同时，在不依赖基础数据或对基础数据依赖小情况下，进行准确率很高的泥石流预警。
图I是本发明的基于智能视频监控的泥石流预警系统的定位标牌的示意图；图2是本发明的基于智能视频监控的泥石流预警方法的流程示意图。
具体实施例方式为使本发明基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步详细说明；以下所描述的具体实施例仅用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。实施例一本发明的基于智能视频监控的泥石流预警系统，包括多个视频监测站点，与视频监测站点--对应的视频采集单元；所述视频采
集单元采集与之对应的视频监测站点的图像；还包括视频处理单元，识别单元和中央控制单元；所述视频处理单元，识别单元和中央控制单元依次连接；所述视频处理单元包括背景分离模块，前景提取模块，目标检测模块和跟踪模块；所述背景分离模块和前景提取模块，用于对视频采集单元采集的图像进行背景分离和提取前景以得到正确的前景；所述目标检测模块对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象；跟踪模块对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹；所述识别单元以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别；所述中央控制单元根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。优选的，如图I所示，所述每个视频监测站点包括定位标牌，所述定位标牌用于作为检测对象；所述视频采集单元还用于采集视频监测站点的定位标牌的图像。优选的，通过中央控制单元，设置报警规则；报警规则定义了不同目标类别，在一定的时间和地点发生一定行为，进行报警的规则；报警规则包括报警方式。优选的，所述定位标牌采用反光材料，且设有补偿灯光设备。因此在夜间可以对视频采集单元发出的红外光进行反射，使得基于智能视频监控的泥石流预警系统在夜晚也能很好捕捉到定位标牌进行分析判断，从而保证了夜间整个系统的可靠性。优选的,所述每个视频监测站点包括一组定位标牌,每组定位标牌包括多个定位标牌；每个定位标牌具有用于识别的编号。优选的，所述视频采集单元采用全天候摄像机。为了实现7X24小时全天候智能监控，全天候摄像机是不可缺少的。优选的，所述定位标牌安装在泥石流沟中，定位标牌的下半部分埋在地面。任何灾难发生时，视觉可见的发生过程都是最直接最真实的。本发明采用多组全天候摄像机对视频监测站点进行24小时监控。当灾难发生时，可通过视频图像看见泥石流及山体滑坡源头最初发生情况，此时有充足时间发布报警、通知人员撤离。泥石流及滑坡最初发生时大都是缓慢的，形成时间相对较长。尤其是在发生过滑坡及坍塌地带，远距离的观察很难区分历史痕迹与新痕迹。本发明采用多组定位标牌。通过对定位标牌距离、位置的对比很容易判断定位标牌是否发生过移动。这样就能较容易判断是否是灾害来临前预兆。小范围的地标运动依靠人工的观察较难判断，在本发明中采用视频处理单元对视频采集单元采集的图像进行分析的高科技对比手段进行对地表位移的判断。设置定位标牌的目的是为了提高基于智能视频监控的泥石流预警系统报警准确度。多组定位标牌被安装在泥石流沟中，一台摄像机监控一组定位标牌。当泥石流灾害发生时，定位标牌会有较大的位移；由于定位标牌一半埋在地底，所以只有在定位标牌覆盖的土层发生大位移的滑动时定位标牌才会有很大位移，此时99. 9%可以断定泥石流已发生。因此，设置定位标牌可以大大提高报警的准确度。实施例二本发明的基于智能视频监控的泥石流预警方法，如图2所示，包括以下步骤步骤SOl :采集视频监测站点的图像；步骤S02 :对采集的图像进行背景分离以得到正确的前景；步骤S03 :对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象；步骤S04 :对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹；步骤S05 以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别；步骤S06 :根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。优选的，在步骤SOl之前还包括步骤SOO 设置视频监测站点，所述视频监测站点包括定位标牌，所述定位标牌用于作为检测对象。
优选的，在步骤SOl之前还包括步骤SOO'设置报警规则，报警规则定义了不同目标类别，在一定的时间和地点发生一定行为，进行报警的规则；报警规则包括报警方式。本发明的基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统，在缺乏基础数据的泥石流流域，在积累数据的同时，在不依赖基础数据或对基础数据依赖小情况下，进行泥石流预
目O最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动而不脱离本发明的精神和范围；倘若对本发明的这些修改属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动。
权利要求
1.一种基于智能视频监控的泥石流预警方法，其特征在于包括以下步骤 步骤SOl :采集视频监测站点的图像； 步骤S02 :对采集的图像进行背景分离以得到正确的前景； 步骤S03 :对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象； 步骤S04 :对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹； 步骤S05 :以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别； 步骤S06 :根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。
2.根据权利要求I所述的基于智能视频监控的泥石流预警方法，其特征在于 在步骤SOl之前还包括步骤SOO 设置视频监测站点，所述视频监测站点包括定位标牌，所述定位标牌用于作为检测对象。
3.根据权利要求I所述的基于智能视频监控的泥石流预警方法，其特征在于 在步骤SOl之前还包括步骤SOO' 设置报警规则，报警规则定义了不同目标类别，在一定的时间和地点发生一定行为，进行报警的规则；报警规则包括报警方式。
4.一种基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于 包括多个视频监测站点，与视频监测站点一一对应的视频采集单元；所述视频采集单元采集与之对应的视频监测站点的图像； 还包括视频处理单元，识别单元和中央控制单元；所述视频处理单元，识别单元和中央控制单元依次连接； 所述视频处理单元包括背景分离模块，前景提取模块，目标检测模块和跟踪模块；所述背景分离模块和前景提取模块，用于对视频采集单元采集的图像进行背景分离和提取前景以得到正确的前景；所述目标检测模块对分离得到的前景进行目标检测以得到正确的检测对象；跟踪模块对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹； 所述识别单元以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别； 所述中央控制单元根据检测对象的类别和报警规则，对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。
5.根据权利要求4所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于 所述每个视频监测站点包括定位标牌，所述定位标牌用于作为检测对象；所述视频采集单元还用于采集视频监测站点的定位标牌的图像。
6.根据权利要求4所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于 通过中央控制单元，设置报警规则；报警规则定义了不同目标类别，在一定的时间和地点发生一定行为，进行报警的规则；报警规则包括报警方式。
7.根据权利要求5所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于 所述定位标牌采用反光材料，且设有补偿灯光设备。
8.根据权利要求4所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于 所述每个视频监测站点包括一组定位标牌,每组定位标牌包括多个定位标牌；每个定位标牌具有用于识别的编号。
9.根据权利要求4所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于所述视频采集单元采用全天候摄像机。
10.根据权利要求4所述的基于智能视频监控的泥石流预警系统，其特征在于所述定位标牌安装在泥石流沟中，定位标牌的下半部分埋在地面。
全文摘要
本发明公开了一种基于智能视频监控的泥石流预警方法及系统，包括视频监测站点，视频采集单元，视频处理单元，识别单元和中央控制单元；视频处理单元包括背景分离模块，前景提取模块，目标检测模块和跟踪模块；背景分离模块和前景提取模块，用于进行背景分离和提取前景得到正确的前景；目标检测模块对分离得到的前景进行目标检测得到正确的检测对象；跟踪模块对检测对象进行跟踪以得到检测对象的轨迹；识别单元以检测对象为目标对其进行识别，以得到检测对象的类别；中央控制单元对检测对象的轨迹进行判断，得出是否报警及报警方式。本发明在缺乏基础数据的泥石流流域，在不依赖基础数据或对基础数据依赖小情况下，进行准确率很高的泥石流预警。
文档编号G08B21/10GK102982656SQ20111026176
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者杜金生, 欧阳军, 周鑫, 况林 申请人:北京中民防险科技发展有限公司