CN103957387B - 一种安防通道杂物检测方法及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安防通道杂物检测方法及检测系统，该方法包括建立连接、检测与报警，先将终端设备与监控中心建立连接，设置配置参数，拍摄当前图像，与配置参数进行对比，判断安防通道是否有杂物；该检测系统包括终端设备、与终端设备相连接的交换机及与交换机连接的监控中心，终端设备包括处理器模块、拍摄模块、存储模块、网络接口、电源模块，还包括与监控中心通信模块、定时检测模块及算法模块。本发明结构简单，将图像相似度对比算法应用在安防通道杂物堆放检测方面，不需要人工巡查，可降低人力成本；能实时检测安防通道是否存在杂物，以便及时消除安防通道堵塞隐患，自动报警并记录证据，可有效防止火灾等事故发生时造成的损失。

Description

一种安防通道杂物检测方法及检测系统

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其是涉及一种安防通道杂物的检测方法。

本发明还涉及一种检测系统，尤其是涉及一种安防通道杂物的检测系统，属于智能安防领域。

背景技术

随着我国城市化不断发展，大型商业建筑、体育馆、娱乐休闲场所、别墅、居民小区、门店等越来越多，人们的活动也越来越密集，几乎所有的高层建筑、商业中心、娱乐场所、居民区等都要求设置安防通道。安防通道是指在火灾、地震等各种险情发生时，用于安防人员实施营救和被困人员疏散的通道，最大程度减少人员伤亡和损失。消防法规定任何单位和个人不得占用、堵塞、封闭安防通道。

但在实际生活中，由于安防通道通常缺乏管理，许多安防通道并没有发挥其应有的功能，反而成为了杂物堆放点，各种垃圾，物品以及车辆等障碍物常常出现在安防通道中，尤其居民楼中的安防通道经常被杂物堵塞。

传统的安防通道杂物检测主要依靠人工安全检查，指定专门工作人员定期到特定安防通道查看安防通道是否堵塞，此种方法虽然简单易行，不需要依靠复杂设备，但是该方法的缺点：一是不能及时发现安防通道是否堵塞，受人工检查的周期影响大；二是较大地依赖工作人员的专业素质和工作态度，主观性强。

当险情发生时，若安防通道被杂物堵塞而不能及时检测到，将对人们的生命财产带来巨大危害，因此，对安防通道的杂物进行检测就显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能实时检测安防通道是否存在杂物，以便及时消除安防通道堵塞隐患的检测方法。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种不需要人工巡查，能实时检测安防通道是否存在杂物，以便及时消除安防通道堵塞隐患的检测系统。

就安防通道杂物检测方法而言，本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种安防通道杂物检测方法，其包括：

(1)建立连接；

(2)检测与报警；

其中，步骤(1)中所述建立连接为终端设备与监控中心建立连接，终端设备连接到网络后，向监控中心发送认证请求，监控中心收到认证请求后进行核对，确定该终端设备的合法性，非法终端设备将被忽略，合法的终端设备与监控中心建立连接以后，监控中心记录该终端设备的详细信息，下发指令设置配置参数，完成后启动该终端设备；

步骤(2)中所述检测与报警包括终端设备启动后，根据监控中心设置的时间定时拍摄当前图像，将当前图像与配置参数进行对比，若不存在差异，则说明当前的通道上没有任何杂物，消除记录并退出本次检测；若存在差异，则说明在设定的时间内安防通道同一位置一直存在杂物，则终端设备向监控中心发送报警信息，并上传当前图像到监控中心。

优选的，在步骤(1)中，监控中心向终端设备下发指令设置的配置参数包括参考图像、定时抓拍时间、连续杂物检测时间。

优选的，在步骤(2)中，所述报警信息包括终端设备号、具体地点、杂物情况，监控中心收到报警信息后记录该警报信息，保存报警信息对应的图像，作为杂物堆放的证据，最后通知相关工作人员来处理。

优选的，在步骤(2)中，终端设备正常运行时会向监控中心发送心跳信息，以告知监控中心该终端设备在正常运行，如果长时间没有收到某终端设备的任何信息，则上报故障信息。

更进一步的，在步骤(2)中，当前图像与参考图像的对比采用图像相似度对比算法，该算法步骤如下：

①将当前图像与参考图像转换为灰度图；

②求当前图像与参考图像的差，取绝对值，得到差图；

③统计差图像素值总和，如果小于一设定值，则说明两图像相同，返回；

④若大于设定值，求差图的直方图，并用Otsu算法求直方图的阈值；

⑤将差图转换为二值图；

⑥求白点总数，如果白点总数少于一设定值，则说明当前图像与参考图像相似度比较高，两图像相同，返回；

⑦如果白点总数大于设定值，分割图像，找到不同区域的数量，如果未找到不同区域，则图像相似，返回；

⑧根据图像不同区域信息，在原始图像中把不同点圈出来，记录，图像存在差异。

就安防通道杂物检测系统而言，本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种安防通道杂物检测系统，其包括至少一个终端设备、与所述终端设备相连接的交换机及与所述交换机连接的监控中心；

所述终端设备包括处理器模块、拍摄模块、存储模块、网络接口、电源模块，其中，所述电源模块与处理器模块、拍摄模块、存储模块、网络接口均分别连接，所述拍摄模块、存储模块、网络接口分别与所述处理器模块连接；所述终端设备还包括与监控中心通信模块、定时检测模块及算法模块。

优选的，所述交换机可以是普通的交换机，也可以是POE交换机。

优选的，所述拍摄模块包括图像传感器、补光电路。

优选的，所述网络接口包括RJ45接口、网络变压器、网络芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，将图像相似度对比算法应用在安防通道杂物堆放检测方面，不需要人工巡查，可降低人力成本；能实时检测安防通道是否存在杂物，以便及时消除安防通道堵塞隐患，自动报警并记录证据，可有效防止火灾等事故发生时造成的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的结构特征和技术要点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测方法中终端设备与监控中心建立连接流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测方法中检测与报警流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测方法中终端设备定时检测工作流程；

图4是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测方法中图像相似度对比算法流程；

图5是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种安防通道杂物检测系统的终端设备结构示意图；

图7是本发明实施例的硬件实现框图。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行具体、清楚、完整地描述。

一种安防通道杂物检测方法，其包括：(1)建立连接；(2)检测与报警。当有新的一个终端设备接入到系统时，终端设备首先与监控中心建立连接，在监控中心做记录备案，连接成功以后终端设备开始正常运行，监控中心同时也正常接收该终端设备上报的信息。

参见图1所示，为终端设备与监控中心建立连接流程示意图，终端设备连接到网络后，自动搜索已设定好的监控中心IP地址，向监控中心发送认证请求，监控中心收到认证请求后进行核对，确定该终端设备的合法性，只有合法的终端设备才能与监控中心连接，非法终端将被忽略，合法的终端设备与监控中心建立连接以后，监控中心记录该终端设备的详细信息，并将该终端设备标记为活跃终端，下发指令设置参考图像、定时抓拍时间、连续杂物检测时间等各项参考，参考配置完成后启动该终端设备。

参见图2所示，为检测与报警流程示意图，终端设备启动后，根据监控中心设置的时间定时拍摄当前图像，将当前图像与参考图像进行对比，判断当前安防通道是否有杂物。如果在设定的时间内安防通道同一位置一直存在杂物，则终端设备向监控中心发送报警信息，报警信息主要包括终端设备号、具体地点、杂物情况，并上传当前图像到监控中心。监控中心收到报警信息后记录该信息，保存报警信息对应的图像，作为杂物堆放的证据，最后通知相关工作人员来处理。

终端设备正常运行时会向监控中心发送心跳信息，以告知监控中心该终端设备在正常运行，如果长时间没有收到某终端设备的任何信息，则上报故障信息。

参见图3所示，为终端设备定时检测工作流程，终端设备初始化后与监控中心建立连接，接收监控中心的启动命令，设置拍摄模块开始定时采集图像，当定时时间到来时，拍摄当前图像并保存在存储模块中，参考图像与当前图像进行对比，如果没有差异，即当前图像与参考图像一样，则说明当前的通道上没有任何杂物，消除之前杂物记录并退出本次检测。

参见图4所示，为当前图像与参考图像采用图像相似度对比算法流程图，该算法步骤如下：

①将当前图像与参考图像转换为灰度图；

②求当前图像与参考图像的差，取绝对值，得到差图；

③统计差图像素值总和，如果小于一设定值，则说明两图像相同，返回；

④若大于设定值，求差图的直方图，并用Otsu算法求直方图的阈值；

⑤将差图转换为二值图；

⑥求白点总数，如果白点总数少于一设定值，则说明当前图像与参考图像相似度比较高，两图像相同，返回；

⑦如果白点总数大于设定值，分割图像，找到不同区域的数量，如果未找到不同区域，则图像相似，返回；

⑧根据图像不同区域信息，在原始图像中把不同点圈出来，记录，图像存在差异。

参见图5所示，该安防通道杂物检测系统包括至少一个终端设备、与所述终端设备相连接的交换机及与所述交换机连接的监控中心；

所述终端设备主要负责图像抓拍和算法处理，并上报检测结果。在终端设备上存储着不同时段、不同亮度等各种环境下的背景图像，设备运行后定时抓拍，将当前图像与参考图像进行相似度对比，判断是否有杂物，如果有杂物则记录该杂物所在位置、大小等信息。当连续一段时间都检测到相同杂物时，通过网络向监控中心发送报警信息，并上传堆放有杂物的图像，以便监控中心保留证据。

所述交换机用于整个系统互连和通信。终端设备通过网络与监控中心通信，一个监控中心可以同时监控多个安防通道，小到一栋楼、一个小区，大到一遍区域甚至一座城市，整个系统通过交换机互连。所述交换机可以是普通的交换机，也可以是POE交换机，根据终端设备的供电方式不同选择不同的交换机进行连接。

所述监控中心用于系统管理、安全报警、记录违章等功能，由终端设备上报杂物堆放信息，监控中心存储该信息并给出报警信息，用户可查看历史违章记录并获取违章图像。

参见图6所示，所述终端设备包括处理器模块、拍摄模块、存储模块、网络接口、电源模块，其中，所述电源模块与处理器模块、拍摄模块、存储模块、网络接口均分别连接，所述拍摄模块、存储模块、网络接口分别与所述处理器模块连接。

其中，所述存储模块包括RAM和FLASH，FLASH用于保存参考图像以及上电信息等各需要掉电保存的数据，RAM用于暂存临时图像信息和算法运行中产生的相关数据。

所述处理器模块是终端设备的控制和处理核心。通过网络接口接收监控中心的指令，解析并执行；控制拍摄模块获取当前图像，存储在RAM中，从FLASH中读取参考图像，完成图像对比算法处理，最后将结果发送给监控中心。

所述拍摄模块由图像传感器、补光等电路组成，受处理器模块控制，根据设置可输出RGB、JPEG等不同格式的图像。

所述网络接口由RJ45、网络变压器、网络芯片组成，实现以太网通信功能。另外，网络接口还可以为终端设备提供电源，采用POE供电方式。

所述电源模块产生设备所需的各种电源，电源供电方式有POE和本地供电两种。终端设备安装在安防通道上，可能没有电源插座等供电接口，可以采用POE交换机给设备供电。如果采用本地电源适配器供电时，POE电源模块的供电自动断开。

所述终端设备还包括与监控中心通信模块、定时检测模块及算法模块。

参见图7所示，设备终端处理器采用ARM实现，选用S3C2440作为图像采集与处理模块。ARM外扩64MB NAND FLASH存储器，用于存放参考图像以及设备配置信息，外扩SDRAM芯片IS61WV102416BLL，用于运行程序和保存临时图像信息。拍摄模块由图像传感器芯片OV7670和补光灯组成，OV7670是30万像素的一个CMOS图像传感器，还可以采用其他再像素更高的传感器芯片。网络接口采用DM9000芯片实现，RJ45网座与网络变压器独立，以便实现POE供电。电源模块采用POE专用供电芯片LT4267，也可采用其他网络供电芯片，通过简单外围电路配置便能实现POE设备检测、供电、保护等功能，供电输出3.3V、2.8V、1.8V等几种系统所需电压。

其基本工作流程为：ARM处理器S3C2440定时控制CMOS传感器OV7670拍摄图片，同时根据光线强度、时间等参数自动控制补光灯(闪光灯)开启。将采集到的当前图像存放在SDRAM中，把当前图像转换为灰度图后，读取FLASH中的参考图像与当前图像进行对比，如果没有检测到杂物则将当前图像丢弃，如果检测到有杂物且满足报警条件，则向监控中心发出报警信号并将当前图像传输给监控中心。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种安防通道杂物检测方法，其特征在于，该安防通道杂物检测方法包括 ：

(1) 建立连接 ；

(2) 检测与报警 ；

其中，步骤 (1) 中所述建立连接为终端设备与监控中心建立连接，终端设备连接到网络后，向监控中心发送认证请求，监控中心收到认证请求后进行核对，确定该终端设备的合法性，非法终端设备将被忽略，合法的终端设备与监控中心建立连接以后，监控中心记录该终端设备的详细信息，下发指令设置配置参数，完成后启动该终端设备 ；在步骤 (1) 中，监控中心向终端设备下发指令设置的配置参数包括参考图像、定时抓拍时间、连续杂物检测时间；

步骤 (2) 中所述检测与报警包括终端设备启动后，根据监控中心设置的时间定时拍摄当前图像，将当前图像与配置参数中的参考图像进行对比，若不存在差异，则说明当前的通道上没有任何杂物，消除记录并退出本次检测 ；若存在差异，则说明在设定的时间内安防通道同一位置一直存在杂物，则终端设备向监控中心发送报警信息，并上传当前图像到监控中心；

在步骤 (2) 中，当前图像与参考图像的对比采用图像相似度对比算法，该算法步骤如下 ：

①将当前图像与参考图像转换为灰度图 ；

②求当前图像与参考图像的差，取绝对值，得到差图 ；

③统计差图像素值总和，如果小于一设定值，则说明两图像相同，返回 ；

④若大于设定值，求差图的直方图，并用 Otsu 算法求直方图的阈值 ；

⑤将差图转换为二值图 ；

⑥求白点总数，如果白点总数少于一设定值，则说明当前图像与参考图像相似度比较高，两图像相同，返回 ；

⑦如果白点总数大于设定值，分割图像，找到不同区域的数量，如果未找到不同区域，则图像相似，返回 ；

⑧根据图像不同区域信息，在原始图像中把不同点圈出来，记录，图像存在差异。

2.根据权利要求 1 所述的一种安防通道杂物检测方法，其特征在于，在步骤 (2) 中，所述报警信息包括终端设备号、具体地点、杂物情况，监控中心收到报警信息后记录该警报信息，保存报警信息对应的图像，作为杂物堆放的证据，最后通知相关工作人员来处理。