一种防溺水安全监测系统的制作方法

本发明涉及安全监测，特别是一种防溺水安全监测系统。

背景技术：

1、根据国家体育总局在2005年《第五次全国体育场地普查数据公报》统计，“我国各系统、各行业、各种所有制形式（不含港澳台地区）共有各类体育场地850080个，其中，全国游泳场馆21万多个”。由于我国对外开放的公共人工游泳池、海滩、河流、湖泊水域面积大、数量多、水域复杂、水文多变、安全措施不到位、水上水下监控存在盲区和死角、救生意识淡漠等原因，造成溺水死亡事故频繁发生。溺水死亡事故的发生，造成了经济赔付、法律责任和社会影响。

2、目前的ai人工智能只能对在监测范围内可能会发生的溺水行为进行监测，另外，系统对即将发生的行为进行预警后，安全管理人员到现场需要一定时间，这个时间差内的发生的溺水行为是救助盲点。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中溺水预警不及时的技术问题，本发明提出的防溺水安全监测系统包括布置于高危水域区域的现场单元和云平台，所述现场单元和所述云平台通过无线方式进行通讯连接；

2、所述现场单元包括固定于立柱上的图像采集装置、现场报警装置，以及太阳能板，所述太阳能板分别供电至所述图像采集装置和所述现场报警装置，所述图像采集装置和所述现场报警装置均具备无线通讯功能，所述云平台通过无线方式与所述图像采集装置、所述现场报警装置通讯连接，所述图像采集装置采集高危水域区域的图像并上传至所述云平台，所述云平台基于所述图像采集装置采集的图像进行人脸识别判断和溺水识别判断，并基于图像识别判断结果，生成报警信号传输至所述现场报警装置，所述现场报警装置收到报警信号后执行声光报警动作。

3、优选的，所述图像采集装置包括ai摄像头，所述现场报警装置采用声光报警器。

4、优选的，人脸识别判断的过程为：

5、s11、接收来自图像采集装置的原始图像，采用人脸识别算法对原始图像进行识别，判断原始图像中是否存在人脸区域，若存在人脸区域，则进入s2，否则，结束人脸识别；

6、s12、获取人脸区域的图像，通过第二肤色模型对人脸图像进行处理，确定人脸图像的第二基本轮廓；

7、s13、通过轮廓模型对人脸图像进行处理，确定人脸图像的第一基本轮廓；

8、s14、通过第一肤色模型对第一基本轮廓和第二基本轮廓进行处理，获得人脸图像的识别结果。

9、优选的，在所述s12中，通过ycbcr模型对人脸图像进行处理，以确定人脸图像的第二基本轮廓。

10、优选的，在所述s13中，采用sobel算子对人脸图像进行处理，确定人脸图像的第一基本轮廓。

11、优选的，在所述s14中，在ycbcr模型中，分别将人脸图像的第一基本轮廓和第二基本轮廓转换成ycbcr编码，并采用adaboost算法对第一基本轮廓进行处理，获得人脸图像的识别结果。

12、优选的，溺水识别判断的过程为：

13、s21、通过图像采集装置同步获取可见光视频和红外热成像视频；

14、s22、通过红外热成像视频判断人体的温度变化趋势，并计算人头部在水下的时间长度，若温度变化趋势和人头部在水下的时间长度均未超出安全阈值，判定处于安全状态，否则，进入s23；

15、s23、根据可见光视频判断人体的游泳动作，若人体的垂直状态所占的比例超过特定阈值，判定处于溺水状态，否则，判定处于预警状态。

16、优选的，在所述s22中，将红外热成像视频分成多帧画面，判断每帧画面中人体的温度，结合多个温度信息判断人体的温度变化趋势，若人体的温度呈逐渐降低趋势，且临近33-37℃，或者，人体温度接近29-33℃，则认为温度变化趋势超出安全阈值，与此同步进行的处理是，判断每帧画面中热成像头像面积的大小，当面积小于特定阈值时则认为人头部位于水下，计算人头部位于水下的画面的数量就可以得出人头部在水下的时间长度，当人头部在水下的时间长度大于特定阈值时则认为人头部在水下的时间长度超出安全阈值。

17、优选的，在所述s23中，人体的垂直状态所占的比例的具体计算过程如下：

18、s231、提取可见光视频中的人体目标；

19、s232、对人体目标采用椭圆拟合的方法建立人体模型，计算基于所述人体模型的人体特征参数集合；

20、s233、将人体特征参数输入经过训练的支持向量机分类器，判断人体目标处于的状态，将人体目标的各个状态记录到状态记录序列中；

21、s234、根据状态记录序列计算人体的垂直状态所占的比例。

22、优选的，所述防溺水安全监测系统的具体工作过程如下：

23、通过图像采集装置获取监控区内的视频，根据视频中的红外热成像视频检测是否有人进入监控区域，如果有人进入，使得现场报警装置按照预先设置的安全警告音频进行语音警告驱离，若语音警告驱离未受重视，相关人员继续前进或者在此逗留、戏水，云平台将基于图像采集装置采集的图像进行人脸识别判断，将人脸的识别结果与未成年人的人脸数据库进行比对，在比对成功的情况下，将相关人员信息同时分发到监护人、学校、安全管理人员、当地村委、以及水务部门平台，同时，系统自动优先拨打学生家长电话进行告知，在比对不成功的情况下，将相关人员信息同时分发到安全管理人员、当地村委、以及水务部门平台，同时通过图像采集装置密切监控相关人员在水中的活动情况，云平台基于图像采集装置采集的图像进行溺水识别判断，当判断处于安全状态时，控制现场报警装置继续进行语音警告驱离，当判断处于预警状态时，控制现场报警装置播报当前存在的风险，并自动拨打医院和公安的电话，通报当前的位置和相关人员的潜在风险，当判断处于溺水状态时，使得现场报警装置停止播报，自动拨打医院和公安的电话，通报当前的位置和相关人员出现的危险情况。

24、相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

25、本发明在传统防溺水手段的基础上，通过在危险水域设置防溺水安全监测系统，将图像采集、现场报警等功能系统集成，以信息化手段加强溺水防控工作，集全水域感知、全天候预警、全程可视化等功能于一体，实现了危险区域7×24小时动态捕捉跟踪，节省人力提高监控效力，降低溺水事件发生概率，维护相关人员的人身安全。

技术特征：

1.一种防溺水安全监测系统，其特征在于, 所述防溺水安全监测系统包括布置于高危水域区域的现场单元和云平台，所述现场单元和所述云平台通过无线方式进行通讯连接；

2.根据权利要求1所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，所述图像采集装置包括ai摄像头，所述现场报警装置采用声光报警器。

3.根据权利要求1所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，人脸识别判断的过程为：

4.根据权利要求3所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，在所述s12中，通过ycbcr模型对人脸图像进行处理，以确定人脸图像的第二基本轮廓。

5.根据权利要求3所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，在所述s13中，采用sobel算子对人脸图像进行处理，确定人脸图像的第一基本轮廓。

6.根据权利要求3所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，在所述s14中，在ycbcr模型中，分别将人脸图像的第一基本轮廓和第二基本轮廓转换成ycbcr编码，并采用adaboost算法对第一基本轮廓进行处理，获得人脸图像的识别结果。

7.根据权利要求1所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，溺水识别判断的过程为：

8.根据权利要求7所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，在所述s22中，将红外热成像视频分成多帧画面，判断每帧画面中人体的温度，结合多个温度信息判断人体的温度变化趋势，若人体的温度呈逐渐降低趋势，且临近33-37℃，或者，人体温度接近29-33℃，则认为温度变化趋势超出安全阈值，与此同步进行的处理是，判断每帧画面中热成像头像面积的大小，当面积小于特定阈值时则认为人头部位于水下，计算人头部位于水下的画面的数量就可以得出人头部在水下的时间长度，当人头部在水下的时间长度大于特定阈值时则认为人头部在水下的时间长度超出安全阈值。

9.根据权利要求7所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，在所述s23中，人体的垂直状态所占的比例的具体计算过程如下：

10.根据权利要求1-9中任一项所述的防溺水安全监测系统，其特征在于，所述防溺水安全监测系统的具体工作过程如下：

技术总结
本发明提出一种防溺水安全监测系统，防溺水安全监测系统包括布置于高危水域区域的现场单元和云平台，现场单元和云平台通过无线方式进行通讯连接，现场单元包括固定于立柱上的图像采集装置、现场报警装置，以及太阳能板，太阳能板分别供电至图像采集装置和现场报警装置，图像采集装置和现场报警装置均具备无线通讯功能，云平台通过无线方式与图像采集装置、现场报警装置通讯连接。本发明在传统防溺水手段的基础上，将图像采集、现场报警等功能系统集成，以信息化手段加强溺水防控工作，集全水域感知、全天候预警、全程可视化等功能于一体，节省人力，提高监控效力，降低溺水事件发生概率，维护相关人员的人身安全。

技术研发人员：丁林海,金玉
受保护的技术使用者：安徽三未数字技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13