CN102739963A - 一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统及监测方法，其特征在于，包括：上位机：发送云台装置、热成像装置、可见光装置的控制命令，完成高温移动目标检测和报警功能的相关的参数设置；云台装置：接收、解析上位机的控制命令，执行云台的基本功能，设置预置点信息，调用预置点，巡航，报警信息查询、上传功能，并将热成像装置和可见光装置的控制命令转发给热成像装置和可见光装置；热成像装置：采用帧间差分法实现高温移动目标的检测，昼夜检测场景中的热源，当发现高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，当接收到云台装置的报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

Description

一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统及检测方法

技术领域

本发明涉及高温移动目标检测领域，具体地讲，涉及一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统及检测方法。

背景技术

随着视频监控技术的不断发展，对视频移动目标的有效检测和提取已成为关键技术，其目的是从视频图像中将运动的区域从背景图像中提取处理。通过移动检测可以得到视频中的运动信息，提取图像中的移动目标，对于运动目标识别、跟踪等后续处理具有十分重要的意义。

现有的移动目标监测方法主要有三种： 帧间差分法、背景差分法和光流分割法。光流分割法利用移动目标随时间变化的矢量特征在图像序列中检测运动区域，算法复杂，需要专门的硬件支持，难以满足视频流实时处理的要求；背景差分法的基本思想是首先构建一个背景，然后用当前帧图像和背景图像相减，根据差分图像检测运动目标，方法简单，易于实现，但对于外界环境的变化非常敏感；帧间差分法利用基于时间序列图像中相邻的两帧或三帧图像相减得到差分图像，方法简单，易于实现。本发明采用了帧间差分法实现了对热成像视频进行高温移动目标的检测。

发明内容

 本发明要解决的技术问题是提供一种昼夜两用型高温移动目标检测系统及检测方法，能够昼夜对此检测系统内周围场景进行高温移动目标实时检测和报警。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，包括：

上位机：发送云台装置、热成像装置、可见光装置的控制命令，完成高温移动目标检测和报警功能的相关的参数设置；

云台装置：接收、解析上位机的控制命令，执行云台的基本功能，设置预置点信息，调用预置点，巡航，报警信息查询、上传功能，并将热成像装置和可见光装置的控制命令转发给热成像装置和可见光装置；

热成像装置：采用帧间差分法实现高温移动目标的检测，昼夜检测场景中的热源，当发现高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，当接收到云台装置的报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

作为对本技术方案的进一步限定，还包括可见光装置:呈现扫描场景的彩色图像，且变倍倍数高，利于观察高温移动目标的位置。

作为对本技术方案的进一步限定，所述上位机包括：

云台装置控制模块：设置、发送云台的控制指令；

热成像装置控制模块：设置、发送热成像装置的控制指令；

可见光装置控制模块：设置、发送可见光装置的控制指令；

参数设置模块：完成高温移动目标检测和报警功能的参数设置。

作为对本技术方案的进一步限定，所述云台装置包括：接收、解析上位机命令模块、预置位设置和调用模块、巡航模块、报警信息查询、上传模块、命令转发模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述热成像装置包括：

高温移动目标检测模块：实现高温移动目标的检测，当发现高温移动目标时，标注出此高温移动目标；

报警信息存储和上传模块：发现高温移动目标后，生成报警信息并存储当前预置点位号和移动目标的坐标，当接收到云台装置报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

本发明还公开了一种昼夜两用型高温移动目标检测报警方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用户设置高温移动目标和报警信息的相关参数，按需要设置多个预置位，每个预置位可以在不需要检测的区域设置多个屏蔽区域；

（2）开启自动巡航和检测功能；

（3）热成像装置从设置的起始预置位开始检测场景的移动目标，当发现所要检测的高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，并记录高温移动目标的坐标；

（4）在每个预置位停留一段时间，云台装置发出报警查询指令，发现高温移动目标时，云台装置自动停止巡航，热成像装置将当前预置点位号和高温移动目标的坐标上传给云台装置，进而由云台装置上传给上位机，同时云台装置将此时的云台角度上传给上位机，云台装置自动停止巡航；

（5）用户确认收到报警指令后，云台装置继续巡航，如果用户不确认收到的报警指令，一段时间后，云台装置自动开启巡航，进行下一个预置位的检测；

（6）重复步骤（3）－（5），直到巡航终止。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（3）包括：

（3.1）接收到巡航开启命令时， 热成像装置采集相邻两帧图像，两帧相减得到每个像素点的灰度差值，当灰度差值大于帧间阈值T时，则将该像素的灰度值改为0xFF，用白色表示，表示出现高温移动目标；当灰度差值小于帧间阈值－T时，则该像素的灰度值改为0x00，用黑色表示，表示该像素点没有高温移动目标，当灰度差值介于帧间阈值－T-T之间时，认为当前帧图像和前一帧图像在该像素点上没有发生变化，则将该像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.2）对于设置的屏蔽区域，将屏蔽区域的像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.3）对灰度值为0xFF的像素点进行连通域标记，对每个不同的连通域进行不同的编号，通过对各个连通域中像素个数的计算获得各个连通域的面积；

（3.4）当连通域面积在目标范围最大值和目标范围最小值之间时，认为发现所要检测的高温移动目标，并记录此高温移动目标的坐标，反之，则认为没有出现高温移动目标。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：此发明是对热成像的视频进行高温移动目标检测，热成像的工作原理就是热红外成像技术，可以检测场景中的热源，具有可穿透雾、雨、烟等障碍的优点，白天黑夜都可以正常使用，同时，用户可以根据需要自行设置帧间阈值和目标范围最大值和最小值，可以在每个预置位设置屏蔽区域，去除不需要检测的区域，定时自动开启巡航检测功能，可以在多个预置位之间完成巡航、检测功能，更加智能化。

附图说明

图1为本发明优选实施例的结构示意图。

图2为本发明优选实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。

参见图1和图2，本发明包括上位机、云台装置、热成像装置和可见光装置，所述热成像装置和可见光装置设置于所述云台装置上。 

上位机用于发送云台装置、热成像装置、可见光装置的控制命令，完成高温移动目标检测和报警功能的相关的参数设置，在上位机，用户可以控制云台转动，设置预置位，调用预置位，巡航开启、关闭，其中每个预置位可以设置最多十个长方形屏蔽区域，在屏蔽区域中将不进行高温移动目标的检测，上位机还设置热成像装置和可见光装置的变倍、聚焦、增益、亮度等参数，使热成像和可见光的图像效果达到最佳。根据要检测的高温移动目标在图像中的大小设置目标范围最小值和目标范围最大值，根据高温移动目标与周围环境的相对温度等因素设置帧间阈值。

云台装置用于接收、解析上位机的控制命令，执行云台的基本功能，设置预置点信息，调用预置点，巡航，报警信息查询、上传功能，并将热成像装置和可见光装置的控制命令转发给热成像装置和可见光装置；在非调用预置位和非巡航状态时，云台静止时定时查询热成像报警情况，当检测到高温移动目标时，将此当前预置点位号、目标的坐标和云台的角度上传给上位机；当接收到设置预置位的命令时，将预置位号、每个屏蔽区域的坐标转发给热成像装置，调用预置位，屏蔽区域生效，云台静止时定时查询热成像报警情况，当检测到高温移动目标时，将当前预置位号、此目标的坐标和云台的角度上传给上位机；当接收到巡航开启命令时，云台从用户设置的起始预置位按顺序巡航至终止预置位，如此循环，在每个预置位停留6s。云台转动时，自动关闭检测命令，云台转动到某个预置位停下后，自动开启报警查询命令，云台在每个预置位停止的6s内查询热成像报警情况，当检测到高温移动目标时，自动停止巡航，并将当前预置位号、此目标的坐标和云台的角度上传给上位机，当用户确认后，继续巡航，如果用户未确认，三分钟后自动开启巡航。

热成像装置：采用帧间差分法实现高温移动目标的检测，昼夜检测场景中的热源，当发现高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，当接收到云台装置的报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置；当视频图像中有异常物体运动时，帧与帧之间会有较为明显的差别，采集相邻两帧图像，两帧相减得到每个像素点的灰度差值，当灰度差值大于帧间阈值T时，则将该像素的灰度值改为0xFF，用白色表示，表示出现高温移动目标；当灰度差值小于-T时，则将该像素的灰度值改为0x00，用黑色表示，表示该像素点没有高温移动目标；当灰度差值介于-T—T之间时，认为当前帧图像和前一帧图像在该像素点上没有发生变化，则将该像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标。对于用户设置的屏蔽区域，将该区域中的像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标。对灰度值为0xFF的像素点进行连通域标记，对每个不同的连通域进行不同的编号，通过对各个连通域中像素个数的计算获得各个连通域的面积。当连通域面积不在用户设定的目标最小值至目标最大值的范围内时，则认为此高温移动目标不是用户所要检测的目标；当连通域面积在用户设定的目标最小值至目标最大值的范围内时，则认为发现所要检测的高温移动目标，并用闪动的箭头指向此高温移动目标，并记录此高温移动区域的坐标。当收到云台报警查询命令后，将报警信息上传给云台，进而上传给上位机。

可见光装置用于只作为辅助手段，因热成像部分呈现的是黑白图像，且变倍倍数低，而可见光是彩色图像，且变倍倍数高，更利于观察高温移动目标的位置。

所述上位机包括：

云台装置控制模块：设置、发送云台的控制指令；

热成像装置控制模块：设置、发送热成像装置的控制指令；

可见光装置控制模块：设置、发送可见光装置的控制指令；

参数设置模块：完成高温移动目标检测和报警功能的参数设置。

所述云台装置包括：接收、解析上位机命令模块、预置位设置和调用模块、巡航模块、报警信息查询、上传模块、命令转发模块。

所述热成像装置包括：

高温移动目标检测模块：实现高温移动目标的检测，当发现高温移动目标时，标注出此高温移动目标；

报警信息存储和上传模块：发现高温移动目标后，生成报警信息并存储当前预置点位号和移动目标的坐标，当接收到云台装置报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

本发明还公开了一种昼夜两用型高温移动目标检测方法，包括如下步骤：

（1）用户设置高温移动目标和报警信息的相关参数，设置预置位信息和屏蔽区域信息，本优选实施例中，用户可以设置最多127个预置位，在设置每个预置位时，对场景中不需要检测的区域设置最多十个长方形屏蔽区域，在屏蔽区域内不对高温移动目标进行检测，防止出现用户不需要的误报；

（2）开启自动巡航和检测功能，设置起始预置位和终止预置位；

（3）云台装置转动，热成像装置开始检测场景的移动目标，当发现所要检测的高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，并记录高温移动目标的坐标； 

（4）检测完一个预置位后，停留一段时间，云台装置发出报警查询指令，发现高温移动目标时，云台装置自动停止巡航，热成像装置将当前预置点位号和高温移动目标的坐标上传给云台装置，进而由云台装置上传给上位机；

（5）用户确认收到报警指令后，云台装置继续巡航，如果用户不确认收到的报警指令，一段时间后，云台装置自动开启巡航，进行下一个预置位的检测；

（6）重复步骤（3）－（5），直到巡航终止。

所述步骤（3）包括：

（3.1）接收到巡航开启命令时， 热成像装置采集相邻两帧图像，两帧相减得到每个像素点的灰度差值，当灰度差值大于帧间阈值T时，则将该像素的灰度值改为0xFF，用白色表示，表示出现高温移动目标；当灰度差值小于帧间阈值－T时，则该像素的灰度值改为0x00，用黑色表示，表示该像素点没有高温移动目标，当灰度差值介于帧间阈值－T-T之间时，认为当前帧图像和前一帧图像在该像素点上没有发生变化，则将该像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.2）对于设置的屏蔽区域，将屏蔽区域的像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.3）对灰度值为0xFF的像素点进行连通域标记，对每个不同的连通域进行不同的编号，通过对各个连通域中像素个数的计算获得各个连通域的面积；

（3.4）当连通域面积在目标范围最大值和目标范围最小值之间时，认为发现所要检测的高温移动目标，并记录此高温移动目标的坐标，反之，则认为没有出现高温移动目标。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，包括：

上位机：发送云台装置、热成像装置、可见光装置的控制命令，完成高温移动目标检测和报警功能的相关的参数设置；

云台装置：接收、解析上位机的控制命令，执行云台的基本功能，设置预置点信息，调用预置点，巡航，报警信息查询、上传功能，并将热成像装置和可见光装置的控制命令转发给热成像装置和可见光装置；

热成像装置：采用帧间差分法实现高温移动目标的检测，昼夜检测场景中的热源，当发现高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，当接收到云台装置的报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

2.根据权利要求1所述昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，

还包括可见光装置:呈现扫描场景的彩色图像，且变倍倍数高，利于观察高温移动目标的位置。

3.根据权利要求1所述昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，

所述上位机包括：

云台装置控制模块：设置、发送云台的控制指令；

热成像装置控制模块：设置、发送热成像装置的控制指令；

可见光装置控制模块：设置、发送可见光装置的控制指令；

参数设置模块：完成高温移动目标检测和报警功能的参数设置。

4.根据权利要求1所述昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，

所述云台装置包括：接收、解析上位机命令模块、预置位设置和调用模块、巡航模块、报警信息查询、上传模块、命令转发模块。

5.根据权利要求1所述昼夜两用型高温移动目标检测报警系统，其特征在于，

所述热成像装置包括：

高温移动目标检测模块：实现高温移动目标的检测，当发现高温移动目标时，标注出此高温移动目标；

报警信息存储和上传模块：发现高温移动目标后，生成报警信息并存储当前预置点位号和移动目标的坐标，当接收到云台装置报警查询命令时，将报警信息上传给云台装置。

6.一种昼夜两用型高温移动目标检测报警方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用户设置高温移动目标和报警信息的相关参数，按需要设置多个预置位，每个预置位可以在不需要检测的区域设置多个屏蔽区域；

（2）开启自动巡航和检测功能；

（3）热成像装置从设置的起始预置位开始检测场景的移动目标，当发现所要检测的高温移动目标，用闪动的箭头指向此高温移动目标，并记录高温移动目标的坐标；

（4）在每个预置位停留一段时间，云台装置发出报警查询指令，发现高温移动目标时，热成像装置将当前预置点位号和高温移动目标的坐标上传给云台装置，进而由云台装置上传给上位机，同时云台装置将此时的云台角度上传给上位机，云台装置自动停止巡航；

（5）用户确认收到报警指令后，云台装置继续巡航，如果用户不确认收到的报警指令，一段时间后，云台装置自动开启巡航，进行下一个预置位的检测；

（6）重复步骤（3）－（5），直到巡航终止。

7.根据权利要求6所述昼夜两用型高温移动目标检测报警方法，其特征在于，所述步骤（3）包括：

（3.1）接收到巡航开启命令时， 热成像装置采集相邻两帧图像，两帧相减得到每个像素点的灰度差值，当灰度差值大于帧间阈值T时，则将该像素的灰度值改为0xFF，用白色表示，表示出现高温移动目标；当灰度差值小于帧间阈值－T时，则该像素的灰度值改为0x00，用黑色表示，表示该像素点没有高温移动目标，当灰度差值介于帧间阈值－T-T之间时，认为当前帧图像和前一帧图像在该像素点上没有发生变化，则将该像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.2）对于设置的屏蔽区域，将屏蔽区域的像素的灰度值改为0x80，表示该像素点没有高温移动目标；

（3.3）对灰度值为0xFF的像素点进行连通域标记，对每个不同的连通域进行不同的编号，通过对各个连通域中像素个数的计算获得各个连通域的面积；

（3.4）当连通域面积在目标范围最大值和目标范围最小值之间时，认为发现所要检测的高温移动目标，并记录此高温移动目标的坐标，反之，则认为没有出现高温移动目标。

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