一种人防门开关量自动检测系统及方法技术方案

一种人防门开关量自动检测系统，包括光路布局模块，用于获得人防门门扇和门框的视频图像；数据采集模块，用于接收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和门框的实时视频图像信息；智能分析模块，将图像数据服务器中存储的人防门门扇和门框的实时视频图像的信息转换为像素坐标定位信息，进行分析计算，确定人防门门扇和门框在像素坐标内形成的角度开关量异常情况，并转换为物理坐标内的真实开关量异常情况；显示终端，用于对已确定人防门开关量异常情况进行显示；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。实现根据需要随时查看人防门的开关量变化情况。

An automatic detection system and method for switch volume of civil air defense door

An automatic detection system for the switching quantity of civil air defence doors includes optical path layout module, which is used to obtain video images of civil air defence doors and doorframes; data acquisition module, which is used to receive video images acquired by optical path layout module; image data server, which is used to store real-time video image information of civil air defence doors and doorframes; and intelligent. In the analysis module, the real-time video image of the door and door frame stored in the image data server is converted into the location information of the pixel coordinates, and the analysis and calculation are carried out to determine the abnormal situation of the angle switching quantity formed by the door and door frame in the pixel coordinates, and to convert it into the real switching quantity difference in the physical coordinates. The display terminal is used for displaying the abnormal switching quantity of the air defence door, and the electric main control box is connected with optical layout module, data acquisition module, image data server, intelligent analysis module and display terminal. The switch quantity of the air defense door can be seen at any time when necessary.

【技术实现步骤摘要】
一种人防门开关量自动检测系统及方法
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。人防门在不同时期的开关状态是不一样的，和平时期处于常打开状态，在战争时期或演习时段处于关闭状态。地铁工程中的人防工程处于特别状态，在平时状态人防门打开，便于地铁车辆的高频次通过，提升城市的交通运行能力；在战时或演习时，人防门完全关闭，使得人防门空间内为一个密闭的空间，保护人民的生命财产安全。一般而言，人防门根据开门的方式可分为平开门和推拉门。其中平开门是围绕着铰链(合页)旋转进行开启或关闭。人防门开关量，指的是平开门上端面与门框的上端面之间形成的夹角，在人防门关闭状态时，夹角应该为0度，确保人防门内空间的密闭性，从而保障工事内的安全；在人防门打开时，根据人防门的开关位置要求，夹角基本应在75度到180度之间，此时用于地铁车辆的顺利通过。地铁车辆高频次的通过，强大的风阻压力在人防门上施加作用力，使得固定人防门位置的固定件可能发生位置偏移量，进而带来人防门开关夹角量的变化，这个开关夹角量可以反映出人防门是否在规定的位置，实时知晓人防门的开关量，无论在和平还是战争时期，精确掌握人防门的开关状态对保护人民财产安全和保存战争实力具有重要意义。针对人防门的开关量检测，当前主要依靠巡检人员在间隔时间下例行巡检过程中发现问题和上报，也就是说，现有技术中只能通过间断性、人工性巡检实现人防门开关状态维护，效率、精确度和及时性都存在很多不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种人防门开关量自动检测系统，以便实时检测人防门的开关量情况，及时发现人防门的开关量变化情况，及时维护，提高安全性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种人防门开关量自动检测系统，包括光路布局模块，设置有摄像机，用于获得人防门门扇和门框的视频图像；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和门框的实时视频图像信息；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和门框的实时视频图像的信息转换为像素坐标定位信息，进行分析计算，确定人防门门扇和门框在像素坐标内形成的角度开关量异常情况，并转换为物理坐标内的真实开关量异常情况；显示终端，用于对已确定人防门开关量异常情况进行显示；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。进一步，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门扇和门框的实时视频图像的定位信息、或，获取所述智能分析模块确认的人防门的开关量异常情况。进一步，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、存储人防门开关量异常情况，并将自动运维模块发送给控制主机。一种人防门开关量自动检测方法，包括如下步骤：S1：光路布局模块的摄像机获取人防门门扇和门框的图像；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和门框的视频图像，进行转换，得到人防门门扇和门框的实时视频图像的像素坐标位置定位信息；S4，智能分析模块调取人防门门扇和门框的实时视频图像的定位信息，将人防门门扇和门框的实时定位像素坐标位置数据的定位信息，进行图像分析计算，得出人防门门扇和门框形成的角度开关量，由人防门门扇和门框形成的角度开关量确定人防门的开关量异常与否的情况；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。进一步，步骤S3中门扇和门框的实时视频图像的像素坐标位置定位信息通过如下步骤得到：S31：得到人防门门扇和门框在图像中的像素坐标位置；S32:门框顶部外形识别:S321:利用OpenCV中的filter2D函数实现在门框纵向和横向的卷积运算，将横向和纵向的卷积运算结果每个对应位置的像素取最大值，得到增强图像中门框的轮廓图像；S322:采用OpenCV中的线段检测函数获得门框顶面轮廓的一系列的直线段；S323:利用步骤S322检测到的直线段，根据直线段的亮度分布特性，将直线段分成3类：最上面的直线段具有直线上方亮度均值低于直线下方亮度均值的特性，差值绝对值在30以上；中间直线段具有上、下亮度差异度小的特性，差值绝对值低于25；最下面的直线段上方的亮度均值高于下方的亮度均值，差值绝对值在30以上；过滤掉不满足上述条件的直线段。S324：将步骤S323分成的三类直线段进行直线拟合，得到上、中、下三条直线，通过这三条直线反映并得到门框的顶部轮廓。S325：利用步骤S324获取的门框顶部轮廓检测数据，选取三条直线段中的最下方的直线作为门框的特征直线。S33:门扇顶部外形识别S331：利用OpenCV中的filter2D函数实现门扇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；S332：采用OpenCV中的线段检测函数得到门扇顶面一系列的直线段；S333：利用步骤S332检测到的直线段，根据直线的亮度分布特性，将直线段分成2类：一类直线段满足，直线段上方的亮度均值远高于下方的亮度均值，均值的差值绝对值在30以上；另一类直线段满足，直线段上方的亮度均值远低于下方的亮度均值，均值的差值绝对值在30以上，过滤掉不满足上述条件的直线段。S334：将步骤S333分成的2类直线段进行直线拟合，得到2条直线，这两条直线反映并得到门扇的顶面轮廓。S335：利用步骤334获取的门框顶部轮廓检测数据，选取两条直线中靠近门框的直线作为门扇的特征直线。进一步，所述步骤S4中开关量分析计算的步骤如下：S41：人防门门框和门扇的像素坐标定位信息到物理坐标信息转换：假定人防门门框特征直线和门扇特征直线在一个平面上，这样建立适当的坐标系，将这两条直线的物理数据从三维降维到两维；通过棋盘格标定出，图像面像素坐标和物理坐标之间的关系F，计算出与人防门开关量相关的两条直线的物理坐标信息；其中函数F为4阶的多项式函数，函数关系描述如下：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*y1；v＝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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人防门开关量自动检测系统，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和门框的视频图像；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和门框的实时视频图像信息；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和门框的实时视频图像的信息转换为像素坐标定位信息，进行分析计算，确定人防门门扇和门框在像素坐标内形成的角度开关量异常情况，并转换为物理坐标内的真实开关量异常情况；显示终端，用于对已确定人防门开关量异常情况进行显示；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】
1.一种人防门开关量自动检测系统，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和门框的视频图像；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和门框的实时视频图像信息；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和门框的实时视频图像的信息转换为像素坐标定位信息，进行分析计算，确定人防门门扇和门框在像素坐标内形成的角度开关量异常情况，并转换为物理坐标内的真实开关量异常情况；显示终端，用于对已确定人防门开关量异常情况进行显示；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所述的人防门开关量自动检测系统，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门扇和门框的实时视频图像的定位信息、或，获取所述智能分析模块确认的人防门的开关量异常情况。3.根据权利要求2所述的人防门开关量自动检测系统，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、存储人防门开关量异常情况，并将自动运维模块发送给控制主机。4.一种人防门开关量自动检测方法，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和门框的图像；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和门框的视频图像，进行转换，得到人防门门扇和门框的实时视频图像的像素坐标位置定位信息；S4，智能分析模块调取人防门门扇和门框的实时视频图像的定位信息，将人防门门扇和门框的实时定位像素坐标位置数据的定位信息，进行图像分析计算，得出人防门门扇和门框形成的角度开关量，由人防门门扇和门框形成的角度开关量确定人防门的开关量异常与否的情况；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所述的人防门开关量自动检测方法，其特征在于：步骤S3中门扇和门框的实时视频图像的像素坐标位置定位信息通过如下步骤得到：S31：得到人防门门扇和门框在图像中的像素坐标位置；S32:门框顶部外形识别:S321:利用OpenCV中的filter2D函数实现在门框纵向和横向的卷积运算，将横向和纵向的卷积运算结果每个对应位置的像素取最大值，得到增强图像中门框的轮廓图像；S322:采用OpenCV中的线段检测函数获得门框顶面轮廓的一系列的直线段；S323:利用步骤S322检测到的直线段，根据直线段的亮度分布特性，将直线段分成3类：最上面的直线段具有直线上方亮度均值低于直线下方亮度均值的特性，差值绝对值在30以上；中间直线段具有上、下亮度差异度小的特性，差值绝对值低于25；最下面的直线段上方的亮度均值高于下方的亮度均值，差值绝对值在30以上；过滤掉不满足上述条件的直线段。S324：将步骤S323分成的三类直线段进行直线拟合，得到上、中、下三条直线，通过这三条直线反映并得到门框的顶部轮廓。S325：利用步骤S324获取的门框顶部轮廓检测数据，选取三条直线段中的最下方的直线作为门框的特征直线。S33:门扇顶部外形识别S331：利用OpenCV中的filter2D函数实现门扇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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王邦平，秦启平，张泽维，向骏，高明亮，苏舒，
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