一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统及方法。本发明专利技术系统，包括：数据采集单元、目标识别单元、视觉分析单元以及状态指示单元。本发明专利技术方法，包括：安装于船舶封闭空间视角范围内的照相机或摄像机，将采集的图像或视频感知信息通过网络传输到船端的服务器上；部署于服务器上的目标识别单元对感知信息进行清洗，去除异常的操作，并借助目标识别单元中的烟雾目标检测目标识别模块识别感知信息中的烟雾信息；部署于服务器上的视觉分析单元接收到识别到的烟雾信息，并借助船舶封闭空间烟雾类型判别模块判断烟雾种类；再借助视觉分析单元中的船舶船舱烟雾扩散趋势分析模块形成烟雾扩散预警信息，按照需求进行信息推送。推送。推送。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统及方法


[0001]本专利技术涉及船舶封闭空间烟雾智能处置
，具体而言，尤其涉及一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统及方法。

技术介绍

[0002]船舶船舱是封闭空间，当船舶船舱内发生火灾产生烟雾时，及时发现并提前处理，可以减少人员伤害以及设备的损毁。因而当通过视觉技术检测到烟雾时，对烟雾扩散趋势的研究就有了很重要的意义。因此，由于船舱内部空间较为封闭，随着船舶无人化的发展，当船舶封闭空间发生火灾产生烟雾时，为及时应对危险，需建立具备烟雾智能识别、扩散分析、及时预警等功能的智能系统，进而满足对船舶高效、节能、高可靠的管理需求。

技术实现思路

[0003]根据上述提出的技术问题，提供一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统及方法。本专利技术首先依据实施该系统的范围和功能，构建覆盖船舶封闭空间内各船舱通道的视频采集系统；根据沿着机舱通道布置的摄像头所获取的视频资源，借助视觉感知技术，对视觉感知信息进行清洗、识别和特征提取；借助识别单元中建立的烟雾发现模块，及时发现烟雾、定位烟雾的相对位置，借助状态分析单元中建立的烟雾模型，对烟雾类型进行判别，并且建立烟雾蔓延趋势预测模块，预测烟雾的蔓延方向和时间；之后根据摄像头的编号和烟雾点的位置，给出安全通道指引，进而实现船舶封闭空间烟雾的智能识别处置和预警信息及时远程推送的功能。
[0004]本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统，包括：数据采集单元、与数据采集单元连接的目标识别单元、与目标识别单元连接的视觉分析单元以及与视觉分析单元连接的状态指示单元，其中：
[0006]所述数据采集单元，用于采集船舶各机舱内的视觉感知信息，并将采集的图像或视频信息通过网络汇集到船端的船舶图像视频信息存储处理服务器中，按照采集的时间顺序存储感知信息；
[0007]所述目标识别单元，用于对采集到的视觉感知信息实施视频图像清洗、烟雾图像识别、烟雾位置定位、关键特征提取和保存操作；
[0008]所述视觉分析单元，用于依据目标识别单元处理的视觉感知信息，并借助船舶智能运维知识库的对应知识，对船舶船舱烟雾进行深度分析，并组成船舶智能运维决策支持信息；
[0009]所述状态指示单元，用于反馈烟雾视觉分析指令，以及烟雾趋势分析后的信息，对逃离路线指导做出明确的指示，并将推送信息发送给远程终端，实现远程监测。
[0010]进一步地，所述数据采集单元包括监测设备部署和视频信息采集两部分内容；其中：
[0011]监测设备部署，是依据实施烟雾视觉监测系统的范围和功能，沿着船舶船舱各通道布置架设摄像头，构建覆盖船舶封闭空间内各船舱以及各通道的视频采集系统；
[0012]视频信息采集，是通过分布于船舶封闭空间内各处及各通道的图像或视频感知信息采集的照相机或摄像头，采集船舶各机舱内的视觉感知信息。
[0013]进一步地，所述目标识别单元中，对采集到的视觉感知信息实施视频图像清洗、烟雾图像识别、烟雾位置定位、关键特征提取和保存操作，具体包括：
[0014]清洗，去除由于环境变化引起的异常视频感知信息；
[0015]烟雾图像识别，从视频感知信息的每帧视频或图像信息进行烟雾的识别，通过对视频信息或图像中关键特征的提取，运用智能识别算法，训练烟雾模型，通过训练好的烟雾模型，对视觉信息中的烟雾进行识别；
[0016]烟雾位置定位，通过识别发现存在的烟雾后，确定烟雾在视频图像中的位置，确定烟雾在船舶封闭空间中产生的位置；
[0017]关键特征提取和保存，将视觉信息中被识别到的烟雾信息，包括提取到的关键特征以及烟雾位置确定的信息进行保存，并将关键信息保存到船舶视频信息存储处理服务器中。
[0018]进一步地，所述视觉分析单元中，组成的船舶智能运维决策支持信息，具体包括：
[0019]判别船舶船舱烟雾类型：根据船舶封闭空间烟雾视觉监测分析单元的分析结果，结合船舶封闭空间烟雾产生的类型，分别建立烟雾目标检测与烟雾类型判断模型，使用训练好的模型进行烟雾检测验证，汇总并推送船舶船舱烟雾产生状态信息；
[0020]分析船舱烟雾扩散趋势：根据船舶封闭空间烟雾视觉监测分析单元的分析结果，建立船舶船舱烟雾扩散分析模型体系，借助智能运维知识库中对应的烟雾扩散等知识信息，汇总并推送船舶封闭空间烟雾扩散状态的智能处置信息。
[0021]本专利技术还提供了一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统的基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置方法，包括：
[0022]安装于船舶封闭空间视角范围内的照相机或摄像机，将采集的图像或视频感知信息通过网络传输到船端的服务器上；
[0023]部署于服务器上的目标识别单元对感知信息进行清洗，去除异常的操作，并借助目标识别单元中的烟雾目标检测目标识别模块识别感知信息中的烟雾信息；
[0024]部署于服务器上的视觉分析单元接收到识别到的烟雾信息，并借助船舶封闭空间烟雾类型判别模块判断烟雾种类；再借助视觉分析单元中的船舶船舱烟雾扩散趋势分析模块形成烟雾扩散预警信息，按照需求进行信息推送。
[0025]进一步地，所述烟雾目标检测目标识别模块识别感知信息中的烟雾信息，具体包括：
[0026]将CNN加入到目标检测的框架中，采用选择性搜索方法取代对图像采用大量滑窗遍历的方法，以获取一定数量的候选框；
[0027]选择性搜索方法利用烟雾图像的颜色、纹理、尺寸以及空间交叠来计算像素区域之间的相似度，分离出大量候选框；
[0028]采用CNN对分离出的候选框区域进行特征提取，最后采用RVM进行分类。
[0029]进一步地，所述船舶船舱烟雾扩散趋势分析模块形成烟雾扩散预警信息，具体包
括：
[0030]采用将选定区域进行分块划分的方法，将整体判定区域根据较为突出的边缘特征，划分为多个大小不同的长方形块状区域；
[0031]追踪短时间内块状区域的位置变化信息，随着一段时间内方形框区域的面积变化信息，以及方形框中选定点的像素位置变化信息，分析此段时间内烟雾扩散趋势。
[0032]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0033]1、本专利技术提出一种基于计算机视觉，具有船舶封闭空间烟雾视觉检测，趋势分析，信息推送的功能，并建立了具备烟雾智能识别、扩散分析、及时预警等功能的智能系统，进而满足对船舶高效、节能、高可靠的管理需求。
[0034]2、本专利技术将船舶封闭空间烟雾图像信息特征进行深度融合，构建了基于视觉的船舶封闭空间烟雾检测方法和系统，其采用的烟雾图像目标检测方法可以对所产生的候选边界框的数量得到控制且精度更高，另外，CNN相较于人工设计的特征提取器能够提取表征力更强的模型。
[0035]3、本专利技术将烟雾扩散趋势进行分析，建立撤离路线信息指引平台，实现智能检测，智能推送，智能指示的功能。
[0036]基于上述理由本专利技术可在船本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统，其特征在于，包括：数据采集单元、与数据采集单元连接的目标识别单元、与目标识别单元连接的视觉分析单元以及与视觉分析单元连接的状态指示单元，其中：所述数据采集单元，用于采集船舶各机舱内的视觉感知信息，并将采集的图像或视频信息通过网络汇集到船端的船舶图像视频信息存储处理服务器中，按照采集的时间顺序存储感知信息；所述目标识别单元，用于对采集到的视觉感知信息实施视频图像清洗、烟雾图像识别、烟雾位置定位、关键特征提取和保存操作；所述视觉分析单元，用于依据目标识别单元处理的视觉感知信息，并借助船舶智能运维知识库的对应知识，对船舶船舱烟雾进行深度分析，并组成船舶智能运维决策支持信息；所述状态指示单元，用于反馈烟雾视觉分析指令，以及烟雾趋势分析后的信息，对逃离路线指导做出明确的指示，并将推送信息发送给远程终端，实现远程监测。2.根据权利要求1所述的基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统，其特征在于，所述数据采集单元包括监测设备部署和视频信息采集两部分内容；其中：监测设备部署，是依据实施烟雾视觉监测系统的范围和功能，沿着船舶船舱各通道布置架设摄像头，构建覆盖船舶封闭空间内各船舱以及各通道的视频采集系统；视频信息采集，是通过分布于船舶封闭空间内各处及各通道的图像或视频感知信息采集的照相机或摄像头，采集船舶各机舱内的视觉感知信息。3.根据权利要求1所述的基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统，其特征在于，所述目标识别单元中，对采集到的视觉感知信息实施视频图像清洗、烟雾图像识别、烟雾位置定位、关键特征提取和保存操作，具体包括：清洗，去除由于环境变化引起的异常视频感知信息；烟雾图像识别，从视频感知信息的每帧视频或图像信息进行烟雾的识别，通过对视频信息或图像中关键特征的提取，运用智能识别算法，训练烟雾模型，通过训练好的烟雾模型，对视觉信息中的烟雾进行识别；烟雾位置定位，通过识别发现存在的烟雾后，确定烟雾在视频图像中的位置，确定烟雾在船舶封闭空间中产生的位置；关键特征提取和保存，将视觉信息中被识别到的烟雾信息，包括提取到的关键特征以及烟雾位置确定的信息进行保存，并将关键信息保存到船舶视频信息存储处理服务器中。4.根据权利要求1所述的基于视觉的船舶封闭空间烟雾智能处置系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃文，刘晨曦，邹永久，张鹏，杜太利，姜兴家，王飞，段绪旭，孙培廷，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：