CN107688817A - 基于图像识别的危险物舞台安保系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像识别的危险物舞台安保系统，包括DSP处理芯片、移动硬盘和危险物类型识别设备，移动硬盘和危险物类型识别设备协同操作，用于提供靠近舞台边缘的目标危险物类型，DSP处理芯片分别与移动硬盘和危险物类型识别设备连接，用于基于接收到的目标危险物类型确定安保策略。通过本发明，能够提高危险物舞台的演出可靠性。

Description

基于图像识别的危险物舞台安保系统

技术领域

本发明涉及危险物舞台领域，尤其涉及一种基于图像识别的危险物舞台安保系统。

背景技术

在一些孩子偏爱的危险物舞台或危险物剧场内，与观众接触而造成的安全事故发生的数量大幅度增加。其原因一方面是无法与危险物进行事先沟通，另一方面是危险物的可控性较差，更关键的是，危险物与观众的接触不仅可能对观众身心造成影响和伤害，对危险物本身也可能造成不利影响。

现有技术中，为了避免上述事故发生，演出方一般是采用人工的方式，事先告诉危险物的驯养员在演出时尽量减少与观众的接触，尽量保留在安全区域内进行表演，同时，如果发现危险物不听指令，即将与前排观众接触时，立即派遣后备人员赶赴前排对危险物进行围堵和驱赶，危急情况下，甚至可以采取极端措施。很显然，上述驱逐方式不够理想，而且无法根据危险物类型确定驱逐模式，驱逐的效率很低下。同时，现有技术中危险物舞台或危险物剧场中，包括升降框架、背景光或拉幕的设备的控制方式简单粗糙，无法根据设备的具体使用情况进行灵活操作，导致设备控制效率不高。

因此，需要一种新的危险物舞台或危险物剧院的设计方案，能够替换人工驱逐方式，采用电子化方式设计出基于图像识别技术的危险物检测机制和危险物类型检测机制，并确定接近观众的危险物的类型，根据危险物的类型确定具体的相应的驱逐方式，同时，还能够改造了现有危险物舞台或危险物剧场的设备控制机制，从各个方面提高危险物表演的安全性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于图像识别的危险物舞台安保系统，改造现有技术中危险物舞台或危险物剧场，为了防止危险物侵害观众，采用图像识别技术建立了危险物接近识别、危险物类型识别机制，以基于识别到的危险物类型确定相应的驱逐策略，有效避免危险物与观众的接触，同时，还对现场设备的控制机制进行优化，避免现场出现各种安全事故。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像识别的危险物舞台安保系统，所述系统包括DSP处理芯片、移动硬盘和危险物类型识别设备，移动硬盘和危险物类型识别设备协同操作，用于提供靠近舞台边缘的目标危险物类型，DSP处理芯片分别与移动硬盘和危险物类型识别设备连接，用于基于接收到的目标危险物类型确定安保策略。

更具体地，在所述基于图像识别的危险物舞台安保系统中，包括：CMOS视觉传感器，设置在舞台边缘的上方，用于对舞台边缘进行拍摄，以获得舞台边缘图像，舞台边缘图像的分辨率为超高清分辨率；图像处理设备，与CMOS视觉传感器连接以接收舞台边缘图像，包括几何校正单元、图像旋转单元、图像平移单元、直方图均衡化单元、小波滤波单元和高斯平滑滤波单元，对于舞台边缘图像依次执行几何校正、图像旋转、图像平移、直方图均衡化、小波滤波和高斯平滑滤波处理，以获得对应的修正图像；危险物分割设备，分别与移动硬盘和图像处理设备连接，用于接收修正图像、预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值，基于预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值在修正图像中进行危险物目标识别，识别成功则将危险物目标从修正图像中分割以作为危险物子图像输出，识别失败则输出无目标危险物信号；危险物类型识别设备，分别与移动硬盘和危险物分割设备连接，在接收到无目标危险物信号时，转发无目标危险物信号，在接收到危险物子图像时，将危险物子图像与各种基准危险物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准危险物轮廓对应的类型以作为目标危险物类型输出，匹配失败则输出无目标危险物信号；DSP处理芯片，分别与危险物检测设备和隔板控制设备连接，当接收到目标危险物类型时，向隔板控制设备发出与目标危险物类型对应的拉升高度控制信号，当接收到无目标危险物信号时，向隔板控制设备发出收起隔板信号，其中，目标危险物类型越高，DSP处理芯片向隔板控制设备发出拉升高度控制信号中的拉升高度数值越大；移动硬盘，用于预先存储了预设危险物灰度上限阈值、预设危险物灰度下限阈值和各种基准危险物轮廓；位置反馈设备，用于反馈吊杆当前所在的实时位置，并作为吊杆实时位置输出；重量检测设备，用于检测吊杆当前所承担的负载重量，并作为吊杆负载重量输出；速度检测设备，用于检测吊杆当前的升降速度，并作为吊杆实时速度输出；吊杆保护设备，包括制动单元、保护单元和保护驱动电机，保护驱动电机分别与制动单元和保护单元连接，用于驱动制动单元或保护单元以实现对吊杆的保护操作，制动单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆的制动操作，保护单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆上负载的保护操作；隔板，设置在舞台边缘的下方，能够被拉升以将舞台与观众隔离，拉升的高度可控；隔板控制设备，分别与隔板和DSP处理芯片连接，设置在舞台的控制室内，接收DSP处理芯片发送的拉升高度控制信号或收起隔板信号，并基于拉升高度控制信号或收起隔板信号控制隔板的拉升模式；拉幕控制设备，与移动硬盘连接，用于读出移动硬盘中存储的场景文件，并基于场景文件中的每一场景的开始情节控制舞台拉幕的升起模式，基于场景文件中的每一场景的结束情节控制舞台拉幕的降落模式；其中，DSP处理芯片还分别与位置反馈设备、重量检测设备、速度检测设备和保护驱动电机连接，基于预设位置权重、吊杆实时位置、预设重量权重、吊杆负载重量、预设速度权重和吊杆实时速度确定保护控制信号，并将保护控制信号发送给保护驱动电机以实现对保护驱动电机的驱动控制；移动硬盘还与DSP处理芯片连接，用于存储预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重，预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重分别用于对吊杆实时位置、吊杆负载重量和吊杆实时速度进行加权。

更具体地，在所述基于图像识别的危险物舞台安保系统中，还包括：液晶显示设备，与AVR32芯片连接，用于显示目标危险物类型或无目标危险物信号。

更具体地，在所述基于图像识别的危险物舞台安保系统中：液晶显示设备还集成有触摸屏。

更具体地，在所述基于图像识别的危险物舞台安保系统中：各种基准危险物轮廓中，每一种基准危险物轮廓对应一种危险物类型。

更具体地，在所述基于图像识别的危险物舞台安保系统中，还包括：键盘阵列，用于在用户的操作下，接收用户输入的预设高度阈值和预设变化率阈值。

本发明中，所述危险物包括动物。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像识别的危险物舞台安保系统的结构方框图。

附图标记：1DSP处理芯片；2移动硬盘；3危险物类型识别设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于图像识别的危险物舞台安保系统的实施方案进行详细说明。

一些危险物在表演过程中是不会因为与观众接触而造成相互身心上的伤害的，例如猫、狗或绵羊，一方面是因为这些危险物的习性温顺，而且逃离驯养者的可能性不大，易受驯养者控制，但是也有一些危险物在与观众接触时有可能发生危险，例如大象、狮子、老虎等大型危险物，甚至温顺的羚羊、斑马或者角牛。

因此，为了避免上述意外发生，最根本的解决办法是在发现危险物进入到演出平台边缘位置时，立即采取措施将其驱逐，使其远离观众位置，进入安全区域，具体操作中，可以通过危险物类型的识别来确定对应的合适的驱逐措施，这样，一方面能够保证前排观众的身心不受到伤害，另一方面，实际上也保护了这些危险物。然而，现有技术中并没有上述针对危险物类型确定驱逐措施的具体的隔离方案，同时，现有技术中的危险物舞台或危险物剧场的一些设备控制效率低下，控制效率不高，容易造成演出事故，例如，缺少对升降框架、背景光或拉幕的有效控制机制。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像识别的危险物舞台安保系统，能够将在危险物表演过程中防危险物侵入作为一个专门的课题进行研究，以电子化的驱逐方式替代人工的驱逐方式，大幅度提高危险物驱逐的效率，另外，能够根据现场设备的具体情况制定相应的控制策略，克服当前现场设备控制过于简单粗糙的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的基于图像识别的危险物舞台安保系统的结构方框图，所述系统包括DSP处理芯片、移动硬盘和危险物类型识别设备，移动硬盘和危险物类型识别设备协同操作，用于提供靠近舞台边缘的目标危险物类型，DSP处理芯片分别与移动硬盘和危险物类型识别设备连接，用于基于接收到的目标危险物类型确定安保策略。

接着，继续对本发明的基于图像识别的危险物舞台安保系统的具体结构进行进一步的说明。

所述系统包括：CMOS视觉传感器，设置在舞台边缘的上方，用于对舞台边缘进行拍摄，以获得舞台边缘图像，舞台边缘图像的分辨率为超高清分辨率；图像处理设备，与CMOS视觉传感器连接以接收舞台边缘图像，包括几何校正单元、图像旋转单元、图像平移单元、直方图均衡化单元、小波滤波单元和高斯平滑滤波单元，对于舞台边缘图像依次执行几何校正、图像旋转、图像平移、直方图均衡化、小波滤波和高斯平滑滤波处理，以获得对应的修正图像。

所述系统包括：危险物分割设备，分别与移动硬盘和图像处理设备连接，用于接收修正图像、预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值，基于预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值在修正图像中进行危险物目标识别，识别成功则将危险物目标从修正图像中分割以作为危险物子图像输出，识别失败则输出无目标危险物信号。

所述系统包括：危险物类型识别设备，分别与移动硬盘和危险物分割设备连接，在接收到无目标危险物信号时，转发无目标危险物信号，在接收到危险物子图像时，将危险物子图像与各种基准危险物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准危险物轮廓对应的类型以作为目标危险物类型输出，匹配失败则输出无目标危险物信号。

所述系统包括：DSP处理芯片，分别与危险物检测设备和隔板控制设备连接，当接收到目标危险物类型时，向隔板控制设备发出与目标危险物类型对应的拉升高度控制信号，当接收到无目标危险物信号时，向隔板控制设备发出收起隔板信号，其中，目标危险物类型越高，DSP处理芯片向隔板控制设备发出拉升高度控制信号中的拉升高度数值越大。

所述系统包括：移动硬盘，用于预先存储了预设危险物灰度上限阈值、预设危险物灰度下限阈值和各种基准危险物轮廓；位置反馈设备，用于反馈吊杆当前所在的实时位置，并作为吊杆实时位置输出；重量检测设备，用于检测吊杆当前所承担的负载重量，并作为吊杆负载重量输出。

所述系统包括：速度检测设备，用于检测吊杆当前的升降速度，并作为吊杆实时速度输出；吊杆保护设备，包括制动单元、保护单元和保护驱动电机，保护驱动电机分别与制动单元和保护单元连接，用于驱动制动单元或保护单元以实现对吊杆的保护操作，制动单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆的制动操作，保护单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆上负载的保护操作。

所述系统包括：隔板，设置在舞台边缘的下方，能够被拉升以将舞台与观众隔离，拉升的高度可控；隔板控制设备，分别与隔板和DSP处理芯片连接，设置在舞台的控制室内，接收DSP处理芯片发送的拉升高度控制信号或收起隔板信号，并基于拉升高度控制信号或收起隔板信号控制隔板的拉升模式。

所述系统包括：拉幕控制设备，与移动硬盘连接，用于读出移动硬盘中存储的场景文件，并基于场景文件中的每一场景的开始情节控制舞台拉幕的升起模式，基于场景文件中的每一场景的结束情节控制舞台拉幕的降落模式。

其中，DSP处理芯片还分别与位置反馈设备、重量检测设备、速度检测设备和保护驱动电机连接，基于预设位置权重、吊杆实时位置、预设重量权重、吊杆负载重量、预设速度权重和吊杆实时速度确定保护控制信号，并将保护控制信号发送给保护驱动电机以实现对保护驱动电机的驱动控制；移动硬盘还与DSP处理芯片连接，用于存储预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重，预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重分别用于对吊杆实时位置、吊杆负载重量和吊杆实时速度进行加权。

可选地，在所述系统中，还包括：液晶显示设备，与AVR32芯片连接，用于显示目标危险物类型或无目标危险物信号；液晶显示设备还集成有触摸屏；各种基准危险物轮廓中，每一种基准危险物轮廓对应一种危险物类型；所述系统还包括：键盘阵列，用于在用户的操作下，接收用户输入的预设高度阈值和预设变化率阈值。

另外，DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件I/O支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

采用本发明的基于图像识别的危险物舞台安保系统，针对现有技术在危险物表演过程中防危险物袭人机制过于依赖人工以及设备控制机制落后的技术问题，通过建立高效图像识别技术实现对危险物袭人行为的电子化检测，并根据危险物类型制定对应的驱逐方式，同时，还对现有的设备控制机制进行优化，提高现场设备的可控性和可靠性。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的危险物舞台安保系统，所述系统包括DSP处理芯片、移动硬盘和危险物类型识别设备，移动硬盘和危险物类型识别设备协同操作，用于提供靠近舞台边缘的目标危险物类型，DSP处理芯片分别与移动硬盘和危险物类型识别设备连接，用于基于接收到的目标危险物类型确定安保策略。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的危险物舞台安保系统，其特征在于，所述系统包括：

CMOS视觉传感器，设置在舞台边缘的上方，用于对舞台边缘进行拍摄，以获得舞台边缘图像，舞台边缘图像的分辨率为超高清分辨率；

图像处理设备，与CMOS视觉传感器连接以接收舞台边缘图像，包括几何校正单元、图像旋转单元、图像平移单元、直方图均衡化单元、小波滤波单元和高斯平滑滤波单元，对于舞台边缘图像依次执行几何校正、图像旋转、图像平移、直方图均衡化、小波滤波和高斯平滑滤波处理，以获得对应的修正图像；

危险物分割设备，分别与移动硬盘和图像处理设备连接，用于接收修正图像、预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值，基于预设危险物灰度上限阈值和预设危险物灰度下限阈值在修正图像中进行危险物目标识别，识别成功则将危险物目标从修正图像中分割以作为危险物子图像输出，识别失败则输出无目标危险物信号；

危险物类型识别设备，分别与移动硬盘和危险物分割设备连接，在接收到无目标危险物信号时，转发无目标危险物信号，在接收到危险物子图像时，将危险物子图像与各种基准危险物轮廓逐一匹配，匹配成功则输出匹配到的基准危险物轮廓对应的类型以作为目标危险物类型输出，匹配失败则输出无目标危险物信号；

DSP处理芯片，分别与危险物检测设备和隔板控制设备连接，当接收到目标危险物类型时，向隔板控制设备发出与目标危险物类型对应的拉升高度控制信号，当接收到无目标危险物信号时，向隔板控制设备发出收起隔板信号，其中，目标危险物类型越高，DSP处理芯片向隔板控制设备发出拉升高度控制信号中的拉升高度数值越大；

移动硬盘，用于预先存储了预设危险物灰度上限阈值、预设危险物灰度下限阈值和各种基准危险物轮廓；

位置反馈设备，用于反馈吊杆当前所在的实时位置，并作为吊杆实时位置输出；

重量检测设备，用于检测吊杆当前所承担的负载重量，并作为吊杆负载重量输出；

速度检测设备，用于检测吊杆当前的升降速度，并作为吊杆实时速度输出；

吊杆保护设备，包括制动单元、保护单元和保护驱动电机，保护驱动电机分别与制动单元和保护单元连接，用于驱动制动单元或保护单元以实现对吊杆的保护操作，制动单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆的制动操作，保护单元用于在保护驱动电机的控制下，实现对吊杆上负载的保护操作；

隔板，设置在舞台边缘的下方，能够被拉升以将舞台与观众隔离，拉升的高度可控；

隔板控制设备，分别与隔板和DSP处理芯片连接，设置在舞台的控制室内，接收DSP处理芯片发送的拉升高度控制信号或收起隔板信号，并基于拉升高度控制信号或收起隔板信号控制隔板的拉升模式；

拉幕控制设备，与移动硬盘连接，用于读出移动硬盘中存储的场景文件，并基于场景文件中的每一场景的开始情节控制舞台拉幕的升起模式，基于场景文件中的每一场景的结束情节控制舞台拉幕的降落模式；

其中，DSP处理芯片还分别与位置反馈设备、重量检测设备、速度检测设备和保护驱动电机连接，基于预设位置权重、吊杆实时位置、预设重量权重、吊杆负载重量、预设速度权重和吊杆实时速度确定保护控制信号，并将保护控制信号发送给保护驱动电机以实现对保护驱动电机的驱动控制；

移动硬盘还与DSP处理芯片连接，用于存储预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重，预设位置权重、预设重量权重和预设速度权重分别用于对吊杆实时位置、吊杆负载重量和吊杆实时速度进行加权。

3.如权利要求2所述的基于图像识别的危险物舞台安保系统，其特征在于，还包括：

液晶显示设备，与AVR32芯片连接，用于显示目标危险物类型或无目标危险物信号。

4.如权利要求3所述的基于图像识别的危险物舞台安保系统，其特征在于：

液晶显示设备还集成有触摸屏。

5.如权利要求2所述的基于图像识别的危险物舞台安保系统，其特征在于：

各种基准危险物轮廓中，每一种基准危险物轮廓对应一种危险物类型。

6.如权利要求2所述的基于图像识别的危险物舞台安保系统，其特征在于，还包括：

键盘阵列，用于在用户的操作下，接收用户输入的预设高度阈值和预设变化率阈值。