【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测与治理，尤其是大气污染治理和粉尘控制，具体涉及一种雾炮鹰眼智能联动控制系统。
技术介绍
1、而随着科技的进步，特别是机器视觉、数据分析、人工智能等技术的快速发展，为雾炮鹰眼智能联动控制系统的研发和应用提供了有力的技术支撑。
2、如中国专利公开号：cn115780122a的一种雾炮自动回转安全保护冗余控制系统及方法，包括：液压控制模块、限位感应模块以及控制器；所述液压控制模块包括：雾炮回转马达的回转液压换向阀、限位油路切断阀、油路限位解除阀、单向阀、液控单向阀。
3、现有技术中，通过故障检测程序和时间控制的方式判断系统故障；从控制逻辑、限位传感、液压系统三个方面对系统进行冗余保护，以解决雾炮的控制存在一定的视觉盲区，只能通过摄像头观察雾炮，无法及时发现故障，易造成雾炮的事故的问题，但是，由于传统的环境监测设备与雾炮装置往往是分开的，缺乏智能联动机制，各个设备之间的数据交换和控制调度不够高效，无法实现自动化联动控制，且缺乏针对污染源识别和分析的计算机视觉和深度学习算法，使得自动化的识别和定位难以实现，无法提供精准的污染控制策略，进而无法实现对不同设备和区域的实时联动和调度。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，所述智能联动控制系统由高倍率鹰眼摄像头、环境传感器、
4、其中，所述中心控制系统以物联网网关为中心，与所述高倍率鹰眼摄像头、环境传感器和雾炮设备通信连接；
5、所述高倍率鹰眼摄像头用于实时捕捉视频流数据；
6、所述环境传感器用于采集空气质量数据，所述空气质量数据包括pm2.5、pm10浓度以及风速、风向环境参数，所述环境传感器包括pm2.5浓度传感器、pm10浓度传感器、风速浓度传感器以及风向传感器；
7、所述npu模块通过深度学习算法分析视频流数据中的污染源位置和类型，并将结果与环境传感器数据结合，识别污染源的强度和分布；
8、所述雾炮设备联动控制模块，根据npu模块的输出，自动调整雾炮设备的喷洒策略，进行精准喷洒，实现定点、定量的喷雾操作；
9、所述物联网网关负责数据传输和远程控制。
10、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述视频流数据和空气质量数据的采集过程包括：
11、在重点监控区域安装高倍率鹰眼摄像头，高倍率鹰眼摄像头启动，实时监测区域内的污染源，采集高分辨率视频流，捕捉污染源的图像细节，并通过所述物联网网关将视频流数据接入中心控制系统；
12、利用部署的pm2.5浓度传感器、pm10浓度传感器、风速传感器以及风向传感器，实时采集包括pm2.5、pm10浓度以及风速、风向环境参数的空气质量数据，并通过所述物联网网关将空气质量数据接入中心控制系统；
13、在中心控制系统中对接入的视频流数据和空气质量数据进行校验和修正，以确保数据的准确性和完整性，并对污染源数据集的数据进行预处理，其中，预处理操作包括数据清洗、数据格式转换步骤，通过数据清洗，由于设备故障、传输错误等产生的无效或异常数据，并对明显错误的数据进行纠正，通过数据格式转换将摄像头采集的视频流数据转换为适合存储的格式，将环境传感器采集的数据转换为统一的格式，以便后续处理；
14、将预处理后的视频流数据与空气质量数据进行整合，形成完整的污染源数据集。
15、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述npu模块包括边缘计算单元、数据处理与分析单元和智能决策控制单元，其中，各单元间电信号连接；
16、所述边缘计算单元，通过运行深度学习模型，基于视频流数据进行本地数据处理，实时识别污染源，在本地快速处理数据，减少数据传输时延，提高系统的响应速度和处理效率；
17、所述数据处理与分析单元，基于边缘计算单元的污染源识别结果，并将结果与环境传感器数据结合，识别污染源的强度和分布，实现对污染源的精确识别和定位，为智能控制提供准确的决策依据；
18、所述智能决策控制单元，基于空气质量数据和污染源分析结果，利用模糊控制和pid控制算法，动态调整雾炮的喷射角度、强度和覆盖范围，此模块确保了系统的响应速度和喷洒精度，实现精准的污染控制。
19、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述边缘计算单元中，污染源的实时识别过程包括：
20、从公开数据库提取监控区域的环境图像数据，使用图像标注工具（labelimg）对其中的污染源图像进行标注，包括烟尘、扬尘、排放物的污染源类型，并将污染源图像数据集划分为训练集和测试集；
21、使用训练集数据对深度学习模型进行训练，训练污染源识别模型，使其能识别烟尘、扬尘、排放物的污染源类型，并使用测试集数据对污染源识别模型进行评估，计算准确率、召回率、f1分数等指标，根据评估结果，以调整模型参数；
22、将训练好的污染源识别模型部署到npu上，并将预处理后的视频流数据加载至边缘计算单元中，从预处理后的视频流数据中提取污染源识别相关的颜色、形状、纹理特征；
23、基于提取的特征，使用污染源识别模型进行实时分析，计算污染源匹配指数，识别出视频流中的污染源位置，并输出识别结果，对其进行分类，确定污染类型。
24、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述污染源匹配指数的计算表达式为：
25、；
26、其中，为污染源匹配指数，为颜色特征匹配度得分，是一个介于0到1之间的值，值越高表示颜色特征与已知污染源颜色越匹配，为形状特征匹配度得分，是一个介于0到1之间的值，值越高表示形状特征与已知污染源形状越匹配，为纹理特征匹配度得分，是一个介于0到1之间的值，值越高表示纹理特征与已知污染源纹理越匹配，为一个常数，用于调整匹配指数的敏感度，为颜色特征的基准得分，用于归一化颜色特征匹配度，的取值范围在0到1之间，当时，表示未检测到污染源，当时，表示检测到的污染源特征与已知污染源完全匹配。
27、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述数据处理与分析单元中，污染源的强度和分布的识别过程包括：
28、接收边缘计算单元发送的污染源识别结果，包括污染源的位置、类型和污染程度评价指数，并从空气质量数据中提取实时的pm2.5浓度和pm10浓度数据，遍历历史数据库确定pm2.5浓度和pm10浓度的基准浓度值和最大浓度值；
29、将污染源匹配指数与pm2.5、pm10浓度相关数据相结合，计算污染程度评价指数，进一步分析污染源的污染程度；
30、从空气质量数据中提取实时的风速和风向数据，分析风速和风向对污染物扩散的影响，确定污染物可能的传播路径，结合污染程度评价指数和风速风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述智能联动控制系统由高倍率鹰眼摄像头、环境传感器、雾炮设备、NPU模块、雾炮设备联动控制模块、物联网网关和中心控制系统组成，NPU为神经网络处理单元；
2.根据权利要求1所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述视频流数据和空气质量数据的采集过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述NPU模块包括边缘计算单元、数据处理与分析单元和智能决策控制单元，其中，各单元间电信号连接；
4.根据权利要求3所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述边缘计算单元中，污染源的实时识别过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述污染源匹配指数的计算表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述数据处理与分析单元中，污染源的强度和分布的识别过程包括：
7.根据权利要求6所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述污染程度评价指数的计算表达式为：
8.根据权利要求7所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述污染源分布系数的计算表达式为：
9.根据权利要求8所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述智能决策控制单元中，动态调整雾炮喷射角度、强度和覆盖范围的过程包括：
10.根据权利要求9所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述雾炮设备联动控制模块中，调整雾炮设备喷洒策略的过程包括：
...【技术特征摘要】
1.一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述智能联动控制系统由高倍率鹰眼摄像头、环境传感器、雾炮设备、npu模块、雾炮设备联动控制模块、物联网网关和中心控制系统组成，npu为神经网络处理单元；
2.根据权利要求1所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述视频流数据和空气质量数据的采集过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述npu模块包括边缘计算单元、数据处理与分析单元和智能决策控制单元，其中，各单元间电信号连接；
4.根据权利要求3所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于：所述边缘计算单元中，污染源的实时识别过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种雾炮鹰眼智能联动控制系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏常磊，王学富，陈陈，刘彦访，
申请(专利权)人：山东盛瑞达环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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