一种人防门吊角形变状态检测系统及方法技术方案

一种人防门吊角形变状态检测系统及方法，系统包括用于获得人防门门扇的视频图像的光路布局模块；用于接收光路布局模块获取的视频图像的数据采集模块，用于储存人防门门扇的原始和实时视频图像信息的图像数据服务器；智能分析模块，将图像数据服务器中存储的人防门门扇的原始和实时视频图像的信息进行分析比对，确定人防门在像素坐标内的吊角形变状态异常情况，并转换为物理坐标内的真实吊角形变状态异常情况；用于对已确定人防门吊角形变状态异常情况进行显示的显示终端，电气主控箱，分别和光路布局模块、数据采集模块、图像数据服务器、智能分析模块、显示终端电连接。自动实现吊角量检测继而确定人防门形变倾斜情况。

Detection system and method for angle deformation state of civil air defense gantry crane

A detection system and method for angle deformation of civil air defence doors include an optical layout module for obtaining video images of civil air defence doors and fans, a data acquisition module for receiving video images from optical layout module, and an image data server for storing original and real-time video image information of civil air defence doors and fans. Intelligent analysis module, which compares the information of original and real-time video images stored in the image data server, determines the abnormal condition of the elevation angle deformation of the civil air defence door in the pixel coordinates, and converts it into the abnormal condition of the real elevation angle deformation in the physical coordinates. The display terminal and the electrical main control box are connected with the optical layout module, the data acquisition module, the image data server, the intelligent analysis module and the display terminal respectively. Automatically detect the angle of suspension and determine the deformation and tilt of the air defense door.

【技术实现步骤摘要】
一种人防门吊角形变状态检测系统及方法
本专利技术属于人防门
，尤其是涉及一种人防门状态自动检测系统。
技术介绍
人防门就是人民防护工程出入口的门，用来保护避难人群，阻隔毒气、爆破杀伤用的门。因此在设计和制造人防门通常采用钢铁等坚固的材料进行制造，特别是在地铁中的人防门均采用钢铁材料制造。由于人防门的尺寸比较大，人防门的重量高达数吨重。数吨重的人防门在和平时期处于常开状态，在缺乏支撑的状态下，很容易使得门板面发生形变。当人防门发生吊角形变后，将影响在战时人防门的关闭，起不到封堵和密闭效果作用，起不到对人民群众庇护作用。吊角形变：本专利中的吊角形变指的是，人防门应重力作用，门扇发生倾斜形变，在图1示意图给出门的初始安装位置和吊角形变后的位置。针对人防门的吊角形变检测，尚没查到相关资料进行报道。针对人防门吊角形变当前主要依靠巡检人员在例行巡检过程中发现问题，及时上报，实现人防门的维护。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种人防门吊角形变状态检测系统，以便实时检测人防门的状态，提前发现及时预防人防门吊角形变，提高安全性和维护的便捷性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种人防门吊角形变状态检测系统，包括光路布局模块，设置有摄像机，用于获得人防门门扇的视频图像；数据采集模块，用于接收所述光路布局模块获取的视频图像；图像数据服务器，用于储存人防门门扇的原始和实时视频图像信息；智能分析模块，将所述图像数据服务器中存储的人防门门扇的原始和实时视频图像的信息转换为像素坐标标定信息，进行分析比对，确定人防门在像素坐标内的吊角形变状态异常情况，并转换为物理坐标内的真实吊角形变状态异常情况；显示终端，用于对已确定人防门吊角形变状态异常情况进行显示；电气主控箱，分别和光路布局模块、数据采集模块、图像数据服务器、智能分析模块、显示终端电连接。还包括控制主机，所述控制主机和电气主控箱电连接，所述控制主机通过电气主控箱：开启关闭所述光路布局模块，或启动所述智能分析模块的进行图像分析比对，或，获取所述图像数据服务器中已储存的支撑杆原始视频图像的标定信息、或，获取所述智能分析模块确认的人防门的吊角形变状态异常情况。还包括远程控制中心，所述远程控制中心设置自动运维模块，所述控制主机和远程控制中心连接，所述远程控制中心通过控制主机获取、存储人防门吊角形变状态异常情况，并将自动运维模块发送给控制主机。一种人防门吊角形变状态的检测方法，包括如下步骤：S1：光路布局模块的摄像机获取人防门门扇的图像；S2：数据采集模块接收所述光路布局模块获取的视频图像,并传递给智能分析模块；S3：智能分析模块，将所述数据采集模块采集到的人防门门扇视频图像，进行转换，得到人防门门扇的实时视频图像和原始视频图像的像素坐标位置标定信息；S4，智能分析模块调取人防门门扇原始视频图像的标定信息，将人防门门扇的实时定位像素坐标位置数据与原始视频图像的标定信息，进行图像分析比对，得出人防门门扇的吊角量，由人防门门扇的吊角量确定人防门的吊角形变状态异常与否的情况；S5：电气主控箱将人防门的位置状态异常状态在所述显示终端上显示出来。步骤S3中实时视频图像和原始视频图像的像素坐标位置标定信息通过如下步骤得到：S31：得到人防门门扇在图像中的像素坐标位置；S32:利用OpenCV中的filter2D函数，实现步骤S31中的人防门门扇图像在纵向和横向的卷积运算，将纵向和横向的卷积运算结果每个对应位置的像素取最大值，得到增强图像中门扇的外形轮廓图像；S33：采用OpenCV中的线段检测函数，对门扇的外形轮廓图像的四条边进行检测，可得四条边的一系列的直线段；S34：利用门扇外形轮廓直线段附近像素颜色分布特征，过滤掉步骤S33的四条边的一系列的直线段中非门扇外形轮廓的直线段，得到门扇的外形轮廓直线段；S35：利用步骤S34检测到的直线段，对门扇的外形轮廓直线段中上、下轮廓对应的直线段，选取在水平方向一定夹角(0-30度)范围内的直线段，进行拟合计算，可得门扇的上、下轮廓线段；S36：利用步骤S34检测到的直线段，对门扇的外形轮廓直线段中左、右轮廓对应的直线段，选取在垂直方向一定夹角(75-115度)范围内的直线段，进行拟合计算，可得门扇的左、右轮廓线段；S37：利用步骤S35得到门扇的上、下轮廓线段和步骤S36得到的门扇的左、右轮廓线段数据，实现门的外形轮廓计算；S38：像素空间到物理测量空间之间的转换：通过像素位置和物理位置之间的对应关系，建立像素位置到物理位置之间的4阶多项式函数。利用该4阶多项式函数可以精确的计算出在测量平面上，像素空间和物理空间的精确对应关系,具体如下:假设图像中的像素坐标(x,y)对应的物理空间坐标为(u,v),则4阶的多项式函数为：u＝A00+A01*y+A02*y2+A03*y3+A04*y4+A10*x+A20*x2+A30*x3+A40*x4+A11*x*y+A12x*y2+A13*x*y3+A21*x2*y+A22*x2*y2+A31*x3*y1v＝B00+B01*y+B02*y2+B03*y3+B04*y4+B10*x+B20*x2+B30*x3+B40*x4+B11*x*y+B12x*y2+B13*x*y3+B21*x2*y+B22*x2*y2+B31*x3*y1其中A00，A01，A02，A03，A04，A10，A20，A30，A40，A11，A12，A13，A21，A22，A31,B00，B01，B02，B03，B04，B10，B20，B30，B40，B11，B12，B13，B21，B22,B31为多项式函数系数。理论上，本专利技术中的4次多项式函数系数只需要15个不同像素点和物理空间对应坐标数据就可以完全计算出这30个系数。利用支撑杆标识数据的在图像中的像素坐标和物理坐标之间的关系，利用opencv中的角点识别算法可得到棋盘格中角点像素坐标和对应的物理坐标，利用最小二乘法可求解出所有的参数。所述步骤S4中图像分析比对的步骤如下：S41：输入物理空间中的门扇四条边的实时线段数据；S42：调用物理空间中的门扇四条边的原始线段数据；S43：计算物理空间中门扇四条边中，每条边对应的实时线段与原始线段形成的夹角数据；S44：根据步骤S43得到的四个夹角，去除差别较大的值后进行平均，根据该夹角，可得到精确的吊角量。假定计算出的夹角为α，门扇下边缘(门的上下边缘长度相等)长度为L,则吊角量h为：h＝L*tan(α)还包括吊角形变状态分级预警步骤：S45：首先设置人防门在安全状态下的最大吊角量Th_Droop，假定人防门的吊角量为x，人防门吊角形变分级预警函数为f，f(x)＝(x/Th_Droop)*10，这样可分为0-10级进行预警，最高10级已经触发报警。还包括吊角状态报警步骤：S46：如果x≥Th_Droop，则触发报警。还包括智能运维步骤：S6：将基于运维专家知识经验总结的运维方案录入到远程数据中心的数据库；S7：基于步骤S5的人防门的吊角形变状态异常状态检测的结果，调用S6存储的对应的运维方案模块。所述自动运维方案模块中包括：异常状态人防门地点信息、备用产品查询、维修队伍的通知及去异常地点的最佳路线及维护措施。相对于现有技术，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人防门吊角形变状态检测系统，其特征在于：包括光路布局模块，设置有摄像机，用于获得人防门门扇的视频图像；数据采集模块，用于接收所述光路布局模块获取的视频图像；图像数据服务器，用于储存人防门门扇的原始和实时视频图像信息；智能分析模块，将所述图像数据服务器中存储的人防门门扇的原始和实时视频图像的信息进行分析比对，确定人防门在像素坐标内的吊角形变状态异常情况，并转换为物理坐标内的真实吊角形变状态异常情况；显示终端，用于对已确定人防门吊角形变状态异常情况进行显示；电气主控箱，分别和光路布局模块、数据采集模块、图像数据服务器、智能分析模块、显示终端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种人防门吊角形变状态检测系统，其特征在于：包括光路布局模块，设置有摄像机，用于获得人防门门扇的视频图像；数据采集模块，用于接收所述光路布局模块获取的视频图像；图像数据服务器，用于储存人防门门扇的原始和实时视频图像信息；智能分析模块，将所述图像数据服务器中存储的人防门门扇的原始和实时视频图像的信息进行分析比对，确定人防门在像素坐标内的吊角形变状态异常情况，并转换为物理坐标内的真实吊角形变状态异常情况；显示终端，用于对已确定人防门吊角形变状态异常情况进行显示；电气主控箱，分别和光路布局模块、数据采集模块、图像数据服务器、智能分析模块、显示终端电连接。2.根据权利要求1所述的人防门吊角形变状态检测系统，其特征在于：还包括控制主机，所述控制主机和电气主控箱电连接，所述控制主机通过电气主控箱：开启关闭所述光路布局模块，或启动所述智能分析模块的进行图像分析比对，或，获取所述图像数据服务器中已储存的支撑杆原始视频图像的标定信息、或，获取所述智能分析模块确认的人防门的吊角形变状态异常情况。3.根据权利要求2所述的人防门吊角形变状态检测系统，其特征在于：还包括远程控制中心，所述远程控制中心设置自动运维模块，所述控制主机和远程控制中心连接，所述远程控制中心通过控制主机获取、存储人防门吊角形变状态异常情况，并将自动运维模块发送给控制主机。4.一种人防门吊角形变状态的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：光路布局模块的摄像机获取人防门门扇的图像；S2：数据采集模块接收所述光路布局模块获取的视频图像,并传递给智能分析模块；S3：智能分析模块，将所述数据采集模块采集到的人防门门扇视频图像，进行转换，得到人防门门扇的实时视频图像和原始视频图像的像素坐标位置标定信息；S4，智能分析模块调取人防门门扇原始视频图像的标定信息，将人防门门扇的实时定位像素坐标位置数据与原始视频图像，进行图像分析比对，得出人防门门扇的吊角量，由人防门门扇的吊角量确定人防门的吊角形变状态异常与否的情况；S5：电气主控箱将人防门的位置状态异常状态在所述显示终端上显示出来。5.根据权利要求4所述的人防门吊角形变状态的检测方法，其特征在于：步骤S3中实时视频图像和原始视频图像的像素坐标位置标定信息通过如下步骤得到：S31：得到人防门门扇在图像中的像素坐标位置；S32:利用OpenCV中的filter2D函数，实现步骤S31中的人防门门扇图像在纵向和横向的卷积运算，将纵向和横向的卷积运算结果每个对应位置的像素取最大值，得到增强图像中门扇的外形轮廓图像；S33：采用OpenCV中的线段检测函数，对门扇的外形轮廓图像的四条边进行检测，可得四条边的一系列的直线段；S34：利用门扇外形轮廓直线段附近像素颜色分布特征，过滤掉步骤S33的四条边的一系列的直线段中非门扇外形轮廓的直线段，得到门扇的外形轮廓直线段；S35：利用步骤S34检测到的直线段，对门扇的外形轮廓直线段中上、下轮廓对应的直线段，选取在水平方向一定夹角0-30度范围内的直线段，进行拟合计算，可得门扇的上、下轮廓线段；S36：利用步骤S34检测到的直线段，对门扇的外形轮廓直线段中左、右轮廓对应的直线段，选取在垂直方向一定夹角75-115度范围内的直线段，进行拟合计算，可得门扇的左、右轮廓线段；S37：利用步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王邦平，向骏，修应奎，张泽维，龚柱，
申请(专利权)人：天仁民防建筑工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11